[发明专利]一种催化剂负载方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤催化气化技术领域，特别涉及一种催化剂负载方法。

背景技术

煤催化气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式。煤催化气化技术是指煤在700℃左右的温度条件下，通过催化剂的催化作用被气化生成CO、H₂、CH₄等气体。

现有技术中，煤催化气化过程通常采用碳酸钾或氢氧化钾等钾基催化剂催化气化反应生成目的产物。通常，碳酸钾和氢氧化钾等钾基催化剂价格非常昂贵，因此在煤催化气化过程结束后，一般都需要对灰渣中的钾基催化剂进行回收，以循环利用，但是，催化剂的回收工艺比较复杂，设备投资较大，且回收过程能耗、水耗较大；并且，碳酸钾和氢氧化钾等钾基催化剂一般都是强碱性化合物，其在气化过程中容易和煤中矿物质发生反应生成低温共熔物，从而易使气化炉内结渣，降低了煤催化气化过程的运行稳定性及安全性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种催化剂负载方法，能够降低催化剂的投入成本及回收成本，并且能够有效地降低气化炉内结渣的可能性，提高煤催化气化过程的运行稳定性和安全性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种催化剂负载方法，具体包括：

将煤颗粒、钙基催化剂、水加入到催化剂负载装置中；

向所述催化剂负载装置中通入有氧气体，并加热所述催化剂负载装置，以预氧化所述煤颗粒、并实现催化剂的负载。

其中，所述钙基催化剂为氢氧化钙、氧化钙、碳酸氢钙、氟化钙和氯化钙中的至少一种。

所述有氧气体中，氧气的体积百分含量为25～50％。

每千克所述煤颗粒对应通入的所述有氧气体的通入量为1～2L/min。

所述钙基催化剂占所述煤颗粒的质量百分比为5～25％。

所述水占所述煤颗粒的质量百分比为10～30％。

所述催化剂负载装置被加热到的温度为40～120℃。

可选地，在所述向所述催化剂负载装置中通入有氧气体，并加热所述催化剂负载装置过程中，所述方法还包括：

搅拌所述催化剂负载装置10～80分钟。

可选地，所述向所述催化剂负载装置中通入有氧气体，并加热所述催化剂负载装置，以预氧化所述煤颗粒、并实现催化剂的负载之后，所述方法还包括：

将所述催化剂负载装置的温度控制在80～160℃，以干燥所述负载有催化剂的煤颗粒。

具体地，所述煤颗粒的粒径范围为5mm以下。

本发明实施例提供的催化剂负载方法，使用钙基催化剂作为煤气化过程的催化剂，由于钙基催化剂价格通常较为低廉，因而有效地降低了催化剂的投入成本，且煤气化过程结束后可以无需对催化剂进行回收，因而还有效地降低了催化剂的回收成本；在催化剂负载过程中，煤颗粒与钙基催化剂、水混合后，在有氧气体的作用下被预氧化，从而使煤颗粒表面形成大量的含氧酸性官能团，增加了钙基催化剂在煤颗粒表面附着的活性位点，进而能够使得更多的钙基催化剂负载到煤颗粒上，从而有效地提高了催化剂的负载率，这样，本发明实施例提供的方法能够在有效降低投入成本和回收成本的同时还提高催化剂的负载率；并且，钙基催化剂的加入还有效地提高了煤颗粒的灰熔点，从而降低了煤催化气化过程中气化炉内的结渣风险，进而提高了煤催化气化过程的运行稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的一种催化剂负载方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种催化剂负载方法，具体可以包括：

将煤颗粒、钙基催化剂、水加入到催化剂负载装置中；

向催化剂负载装置中通入有氧气体，并加热催化剂负载装置，以预氧化煤颗粒、并实现催化剂的负载。