II.Buồng đốt thứ cấp
2.3.2 Phản ứng caracking xúc tác:
- Cơ chế của phản ứng dựa trên cơ chế tạo ion cacboni (C+): cơ sở của lý thuyết này dựa vào các tâm hoạt tính là các ion cacboni. Chúng được tạo ra khi các phân tử hydrocacbon của nguyên liệu tác dụng với tâm hoạt tính acid của xúc tác loại Bronsted (H+) hay Lewis (L).
Theo cơ chế này các phản ứng cracking xúc tác diễn ra theo ba giai đoạn sau: - Giai đoạn 1 : Giai đoạn tạo ion cacboni.
- Giai đoạn 2 : Các phản ứng của ion cacboni (giai đoạn biến đổi ion cacboni tạo thành các sản phẩm trung gian ).
- Giai đoạn 3 : Giai đoạn dừng phản ứng.
• Sau đây ta chỉ xét tới cơ chế trong phản ứng cracking polyme:
[1] Ở nhiệt độ đủ cao, quá trình cracking xú tác diễn ra dưới tác động của nhiệt và xúc tác. Các liên kết cộng hóa trị bị gãy tạo ra các gốc tự do. Sau đó, phân hủy gốc tự do theo liên kết β-C-C hoặc β-C-H tạo ra các olefin và hydro tự do hay các ion cacbonyl tự do. Khi các ion cacbonly tự do đạt số lượng đủ lớn, chúng sẽ kết hợp với nhau tạo nên các parafin (hoặc H2 nếu là các [H] tự do).
Khơng giống như cracking nhiệt, cracking xúc tác có thể chọn lọc sản phẩm theo hướng mong muốn dựa vào chất xúc tác.
Ảnh hưởng và yêu cầu của chất xúc tác trong phản ứng:
Mỗi loại chất xúc tác khác nhau sẽ có ảnh hưởng khác nhau tới hiệu suất của q trình nhiệt phân:
- Hoạt tính của xúc tác làm tăng tốc độ của quá trình nhiệt phân (phụ thuộc vào bản chất của xúc tác được chọn).
- Lựa chọn chất trợ phù hợp với xúc tác và q trình đề tăng hoạt tính của chất xúc tác.
2.4Lị đốt và hình thức lị phản ứng tiêu biểu: 2.4.1 Hình thức lị phản ứng: Dạng ống
- Hiệu qua truyền nhiệt cao.
- Phế thải nóng chảy ở nhiệt độ cao. - Khơng phát sinh hiện tượng cốc hóa. - Chất lượng sản phẩm sinh ra cao. - Khó xử lý nguyên liệu lẫn dị chất.
- Cần phải thường xuyên bảo dưỡng – sửa chữa linh kiện có liên quan đến quá trình vận chuyển.
- Phù hợp với quy mô nhà máy lớn. =) khắc phục hạn chế:
- xử lý nguyên liệu kĩ trước khi đưa vào lò (loại bỏ dị chất).
Buồng đốt thứ cấp:
Hình 3: Buồng đốt thứ cấp
Giải thích lị đốt:
- Hệ thống tháo tro (6) :luôn chuyển ra khỏi thiết bị tránh tắc dòng vận chuyển nguyên liệu ???
- Lò quay: xử lý và trộn xúc tác.
- Béc sơ cấp và béc thứ cấp: điều tiết vận tốc đưa vào thiết bị của nguyên liệu đầu vào và vào lị đốt chính.
- Bộ giải nhiệt khói : thu hồi nhiêt lượng cung cấp cho q trình đốt ở lị đốt chính, tránh thất thốt nhiệt ra mơi trường và ảnh hưởng đến các điều kiện đốt trong lò đốt.
Thu hồi sản phẩm sau đốt và đưa vào chưng cất tách sản phẩm cũng như khí
thải…
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt:
- Nhiệt độ: Là yếu tố quan trọng nhất của quá trình, quyết định hiệu suất của sản phẩm. Nhiệt độ phải đủ lớn để đảm bảo cho quá trình diễn ra nhanh, hồn tồn và khơng tạo Dioxin nguy hại. Tuy nhiên,khi nhiệt độ quá cao, lượng khí sin ra nhiều sẽ ảnh hưởng đến quá trình lưu và vận chuyển khí sang thiết bị chưng cất.
- Thời gian: Thời gian lưu cháy đủ lâu để quá trình nhiệt phân diễn ra hồn tồn. Thời gian lưu cháy thích hợp sẽ đảm bảo chế độ nhiệt phân ở buồng đốt sơ cấp thu khí cung cấp nhiệt cho q trình diễn ra sau đó tị buồng đốt thứ cấp.
- Áp suất: Áp suất sẽ ảnh hưởng tới hiệu suất của các sản phẩm cho quá trình cracking. Khi áp suất lớn, hiệu suất của sản phẩm khí sẽ giảm dần và sản phẩm lỏng tăng dần ( theo nguyên lý chuyển dịch cân băng).
- Cấu trúc lò phản ứng: Hiệu quả truyền nhiệt ,thời gian lưu dạng dung dịch và dạng khí sẽ được quyết địn một phần bởi hình thức kiểu lị phản ứng.
- Chất xúc tác và nồng độ chất xúc tác: Loại và hoạt độ của chất xúc tác sẽ tác động tới loại sản phẩm và làm giảm năng lượng cung cấp cho quá trình. Chất xúc tác tăng tốc độ quá trình nhiệt phân và làm cho thời gian quá trình nhiệt phân ngắn hơn. Bên cạnh đó, nồng độ chất xúc tác cũng đóng vai trị quyết định tới hoạt tính chất xúc tác, chất xúc tác có nồng độ tối ưu sẽ làm q trình nhiệt phân đạt hiệu suất cao nhất.