解气体在有或无催化剂情况下其组分随时间的变化，通过热量方程式得到此系统热值随时间的变化，再根据质量作用定律和阿累尼乌斯方程，就可以进一步得到描述反应速率与反应温度的动力学关系式，可以正确地测定催化剂的活性和动力学参数，用于对不同类型和规格的垃圾焦油裂解催化剂进行性能比较，为优选合适的催化剂和准确地设计焦油裂解反应器提供准确有效的信息。
【附图说明】
[0028]图1为本发明测试装置的结构示意图；
图2a为催化剂A 700°C数据处理的曲线图图2b为催化剂A 800°C数据处理的曲线图；
图3为催化剂A反应进程一时间曲线图；
图4a为催化剂B 700°C数据处理的曲线图；
图4b为催化剂B 800°C数据处理的曲线图；
图5为催化剂B反应进程一时间曲线图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0030]本实施例提供了一种垃圾焦油催化裂解催化剂活性测试的装置，该装置用于对不同类型和规格的垃圾焦油裂解催化剂进行性能比较的测试。为优选合适的催化剂和准确地设计焦油裂解反应器提供准确有效的信息。
[0031]催化剂的活性表现为其对特定化学反应速度的促进或阻止。对于气-固多相反应来说，使用的大多是颗粒状催化剂，它们通常都具有一定的孔结构和较大的表面积。因此一般说来，催化反应的速度，除了和催化剂的化学本性有关外，还和催化剂的表面结构、反应物料的流动特性、反应器的形状和器壁材料以及温度，压力、催化剂床层高度、直径、体积、催化剂颗粒大小、装填方式、空速等因素有关。为了正确地测定催化剂的活性和动力学参数，首先必须选择合适的实验方法和适宜的实验条件以排除这些物理因素的干扰。
[0032]测试催化剂活性的装置一般指的是连续流动积分反应器，本实施例的垃圾或生物质焦油催化裂解催化剂活性测试的装置即为连续流动积分反应器。它可以根据需要选择在等温或绝热条件下进行操作。绝热反应在数据处理上较为复杂。微型等温积分反应器参数(温度、压力、组成)可以较容易地精确测定并加以控制。这对考察催化剂的基本特性(转化率、空间产率、选择性)是比较方便的。
[0033]采用积分反应器作为颗粒催化剂考评装置的必要条件是催化剂床层接近等温状态;反应物料流动状况呈平推流。
[0034]如图1所示，本实施例垃圾焦油催化裂解催化剂活性测试的装置包括顺序连接的空气压缩机1、空气过滤器2、空气流量控制器3、气化炉5、催化反应器8、冷却器10、过滤器U、氢气浓度检测器12、一氧化碳浓度检测器13、二氧化碳浓度监测器14、甲烷浓度检测器15和乙烷以上烃类浓度检测器16，其中，空气压缩机I将空气压缩后使其进入空气过滤器2中进行过滤，去除空气中的粉尘杂质，然后经过空气流量控制器3控制器其进入的流量，再通过气化炉管4进入到气化炉5，气化炉5内装有用于热裂解的垃圾或生物质，对气化炉进行加热，使其内部的垃圾或生物质分解产生气化焦油，气化炉5内通过设置温度控制器6来控制其加热温度，气化焦油通过催化管7进入到催化反应器8内，催化反应器内装有用于对垃圾或生物质焦油进行催化裂解的催化剂颗粒，催化反应器8同样设置有温度控制器9，焦油通过催化裂解后，产生各种气体物质，并且，各气体分别通过冷却器10冷却，过滤器11进行过滤，最后顺序通过氢气浓度检测器12检测其氢气浓度，通过一氧化碳浓度检测器13其一氧化碳浓度，通过二氧化碳浓度监测器14检测其二氧化碳浓度，通过甲烷浓度检测器15检测其甲烷浓度，以及通过乙烷以上烃类浓度检测器16检测其乙烷以上烃类浓度，最后通过各种算法和曲线，即可以得到催化剂的活性评价。
[0035]在催化反应器中，催化床及催化床前后的惰性物料的填充长度与催化剂颗粒当量直径之比>=100，以形成平推流;其中，对活性组分不均匀分布的颗粒催化剂，应尽可能保留活性组分的原始分布;而对活性组分呈均匀分布的催化剂可以粉碎到30-40目。
[0036]在催化反应器的催化过程中，对热效应大的化学反应进行等温操作比较困难，本实施例可以采用两种措施来降低单位床层体积反应热，保持反应器接近等温操作。一是稀释催化剂，用与催化剂颗粒粒度相同的载体或其他惰性颗粒，例如石英砂或碳化硅等;二是稀释反应物，用与反应物和产物不起化学反应作用的惰性气体，例如氮气，氦气等稀释反应物。
[0037]在催化反应器中，催化床层直径与颗粒当量直径之比>=8，以消除壁效应、沟流及涡流等流体分配不匀的影响。
[0038]当垃圾或生物质被加热气化时，其中的大分子有机物的分子键将会吸收能量并发生断裂，产生小分子化合物，其中小分子的化合物为气体，而较大分子就被称为初级焦油。这些初级焦油主要是垃圾或生物质原料本身结构中的片断，这些初级焦油是不稳定的，在高温情况下它会进一步发生反应，从而生成二级焦油。如果这时候进一步提高反应温度，其中一部分可能会发生裂解，而另一部分焦油就会转化为性质相对稳定的三级焦油。
[0039]垃圾焦油催化裂解过程中的化学反应主要分为四种:裂化反应、重整反应、缩合反应和焦炭气化反应:
裂解反应:焦油(初级)----焦油(二级)----焦油(三级)
重整反应:焦油+ H2O——H2 + CO + CH4 +...焦油 + CO2 ——H2 + CO + CH4 +...缩合反应:焦油(初级)+焦油(η级)焦炭+ Η2 +焦油(...)
气化反应:焦炭+ H2O——H2 + CO 焦炭+ CO2——2 CO
由于垃圾成分及其在热作用下的反应机理十分复杂，要从微观角度全面描述反应过程所包含的众多物理化学过程是十分困难的。
[0040]因此，在进行有机物热裂解过程反应动力学研究中，根据质量作用定律和阿累尼乌斯方程建立描述反应速率与反应温度的动力学关系式，通过测定一系列相关试验数据，用于确定关系式中的动力学参数，得到描述反应过程的动力学模型，是进行有机物热裂解过程反应动力学研究的普遍方法。
[0041 ]本实施例中，在线测定有机物在规定条件下产生的热裂解气体在有或无催化剂情况下其组分随时间的变化，通过以下热量方程式得到此系统热值随时间的变化，也就是说可以得到垃圾焦油瞬时裂解反应速率，再根据质量作用定律和阿累尼乌斯方程，就可以进一步得到描述反应速率与反应温度的动力学关系式。
[0042]各种垃圾或生物质焦油的裂解:
A------B + C +....热量方程式
H = 285.8*Υ氢气 + 283.0*Yum + 890.3*Y 甲掠 + 1558.3*Υ径
H----热量千焦
Ya气-氢气的摩尔数
一氧化碳的摩尔数 Ywa 甲烧的摩尔数 Yg —乙烷以上烃类的摩尔数测试的过程如下:
一，按照催化剂活性评价实施方案，将定量的催化剂或惰性载体装入催化反应器7;将定量的垃圾或生物质通过气化炉管4装入气化炉5中。
[0043]二，启动空气压缩机I，用流量调节器3，调节需要进入系统的空气流量。
[0044]三，按照催化剂活性评价实施方案，用温度调节器9，将催化反应器8的温度升到规定的温度，例如 700° C，800° C，850° C。
[0045]四，按照催化剂活性评价实施方案，用温度调节器6，将气化炉5的温度升到规定的温度，例如 500° C，600。C，800。C，900。C 等等。
[0046]五，计算机数据采集系统将氢气浓度检测器12、一氧化碳浓度检测器13、二氧化碳浓度监测器14、甲烷浓度检测器15和乙烷以上烃类浓度检测器16中的气体浓度记录在案。
[0047]六，数据处理
I，计算每一瞬间催化反应产生的氢气、一氧化碳、甲烷和烃类的浓度减去空白或惰性载体热裂解所产生这些气体的浓度，求出每一瞬间催化剂催化焦油裂解所产生的各气体净产量。利用热量方程式计算其热值，累计这些瞬间热值，即为催化剂对焦油裂解的贡献，并将瞬间热值除以累计热值，可得到焦油裂解反应进程随时间的变化曲线。
[0048]热量方程式:
H = 285.8*Y氢气 + 283.0*Yum + 890.3*Y 甲掠 + 1558.3*Υ径
H