[发明专利]一种基于沸腾原理的失活催化剂再生装置及再生方法

说明书

技术领域

本发明属于生物油裂解催化剂研究领域，更具体地，涉及生物油裂解催化剂中对失活催化剂进行再生的装置及其再生的方法。

背景技术

生物质热裂解技术因其原料储量大、可再生，裂解产物生物油具有较高的能源转化率、体积能量密度、易于储存和运输等优势，近年来得到广泛关注，并成为研究热点。然而由于生物油具有较高的含氧量、含水量、热值低、酸性强等性质，严重阻碍了生物油作为代用燃料的广泛应用，因此必须对其进行改性精制，以提高生物油的品质。催化裂解精制生物油技术因其装置设备简单、反应条件温和，是目前常用的生物油精制技术，但是在反应过程中生物油中未裂解完全的大分子会在小孔分子筛催化剂的表面和内孔凝结，形成焦炭，导致催化剂易结焦失活。

目前常用的失活催化剂再生方式为高温焙烧再生，郭晓亚等人提出了在600℃的空气氛围下灼烧12h实现失活催化剂再生（郭晓亚，颜涌捷，生物质油精制中失活催化剂的再生及焦炭前驱物分析，高校化学工程学报，2006，20(2)：222-226），但是使用该方法时焙烧温度高、再生时间长、能耗高，并且高温下易造成催化结构坍塌失活，降低催化剂性能（孙琳，张艳侠，纳米HZSM-5沸石的骨架热稳定性及其作为催化剂的可再生性，分子催化，2010,24(3)：202-207）。

因此，克服现有生物油裂解催化剂再生方法中存在的缺陷和不足，成为本发明研究的主要目的。

发明内容

为了克服现有生物油裂解催化剂再生技术中存在的缺陷，本发明利用NTP再生技术，提出了一种基于沸腾原理的失活催化剂再生装置及其再生方法。

一种基于沸腾原理的失活催化剂再生装置，包括活性物质产生装置和沸腾式再生反应器，所述沸腾式再生反应器包括进气口、电加热套、催化剂填装腔、中心盲管和出气口，所述进气口与所述活性物质产生装置相连，所述电加热套布置在所述催化剂填装腔的外壁上，所述中心盲管固定在所述催化剂填装腔的中心位置，所述中心盲管内插有热电偶，所述出气口处连接有气体分析仪；所述进气口和所述出气口处设置有不锈钢筛网，用来防止失活催化剂的泄露。

上述方案中，所述热电偶和所述电加热套与PID控制模块相连，所述PID控制模块用来控制所述热电偶和所述电加热套的加热温度。

上述方案中，所述不锈钢筛网的孔径不大于0.15mm。

上述方案中，所述活性物质产生装置包括配气系统、稳压筒、NTP发生器和循环冷却水泵，所述的配气系统通过管路与所述稳压筒进气口相连；所述稳压筒出气口通过管路经流量计与所述NTP发生器的进气口相连；所述NTP发生器上连接有智能脉冲冲击机和调压器，所述NTP发生器的进水口与出水口经管路连接循环冷却水泵；所述NTP发生器出气口经管路与所述沸腾式再生反应器的进气口相连。

一种基于沸腾原理的失活催化剂再生方法，包括如下步骤。

A 将细小颗粒状失活催化剂装入沸腾式再生反应器中；

B 开启活性物质产生装置和PID控制模块：打开NTP发生器的循环冷却水泵；打开配气系统，通过流量计监测气体流量，气体经稳压筒进入NTP发生器；智能脉冲冲击机为NTP发生器提供脉冲频率；调压器为NTP发生器提供工作电压；在NTP发生器作用下内产生的活性物质随气流进入沸腾式再生反应器，失活催化剂在气流吹拂下处于沸腾状态，并与活性物质充分接触；打开热电偶和电加热套，开始对所述沸腾式再生反应器内的失活催化剂进行加热；

C打开气体分析仪，检测沸腾式再生反应器中出气口的CO、CO₂浓度，当CO、CO₂浓度逐渐降低并趋于平稳时，再生过程完成。

上述方法中，所述的失活催化剂为用于生物油催化裂解的催化剂；所述的配气系统1供给气体为空气、氧气或者两种气体的混合。

上述方法中，所述NTP发生器的进气口的气体流量为5-10L/min；智能脉冲冲击机为NTP发生器提供脉冲频率为8-12kHz，所述调压器为NTP发生器提供工作电压为12-21kV；所述失活催化剂的加热温度为100-250℃；再生时间为1.5—2.3h。