[发明专利]一种旋风飞灰和重质焦油的利用方法

说明书

本发明涉及煤催化气化技术领域，尤其涉及一种旋风飞灰和重质焦油的利用方法。能够将重质焦油和旋风飞灰转化为多孔载体，并对其进行催化剂负载，应用于煤催化气化反应，实现了资源的优化配置。一种旋风飞灰和重质焦油的利用方法，包括：在预设温度和预设压力下，通过流化气体对处于流动状态的重质焦油进行扰动，使得流化气体中的含氧气体与重质焦油发生活化反应，向活化后的重质焦油加入旋风飞灰和催化剂，在流化介质的流化作用下，对活化后的重质焦油进行热解，使活化后的重质焦油中的活性官能团以小分子的形式溢出，形成具有表面活性位的多孔载体，并进行催化剂负载；冷却定型，破碎筛分为粒状；粒状负载有催化剂的多孔载体用于煤催化气化反应。

技术领域

本发明涉及煤催化气化技术领域，尤其涉及一种旋风飞灰和重质焦油的利用方法。

背景技术

煤催化气化技术是煤洁净高效利用的一种重要方式，是指煤与气化剂(蒸汽、氧气等)在催化剂的催化作用下进行气化反应生成高浓度的甲烷并副产焦油的一种技术。

在煤催化气化反应过程中，煤粉由进料口进入气化炉中在气化剂的作用下发生气化热解反应生成粗煤气和焦油产品，煤颗粒在热冲击下崩溃为大量的细粉，细粉颗粒小、质量轻，容易由气化炉出口带出反应器系统，并且细粉被旋风收集捕获而成旋风飞灰，而煤催化气化反应副产的焦油随粗煤气由气化炉出口排出，进入冷凝系统冷凝后分离获得焦油产品，将收集所获得的焦油产品进行精馏得到高附加值的轻质焦油以及部分残渣，这些残渣即为重质焦油。

煤催化气化反应之后所获得的旋风飞灰具有质量小、密度低和富含催化剂的特点，进行再利用时对设备腐蚀较严重，从而使得其利用难度较大，成本较高，而重质焦油由于粘度大，同样具有利用难度大的问题，在现有技术中，通常采用焚烧的方法对所产生的旋风飞灰和重质焦油进行处理，这样，从长远角度来讲，造成了原料资源的浪费，不利于资源优化配置。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种旋风飞灰和重质焦油的利用方法，能够将重质焦油和旋风飞灰转化为多孔载体，并对其进行催化剂负载，应用于煤催化气化反应，实现了资源的优化配置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种旋风飞灰和重质焦油的利用方法，包括：

步骤1)在预设温度和预设压力下，通过流化气体对处于流动状态的重质焦油进行扰动，使得所述流化气体中的含氧气体与所述重质焦油发生活化反应，将所述含氧气体中的氧元素以C-O键或者C＝O键的形式结合在所述重质焦油的表面；

步骤2)向活化后的重质焦油中加入旋风飞灰和催化剂，在流化介质的流化作用下，对所述活化后的重质焦油进行热解，使所述活化后的重质焦油中的活性官能团以小分子的形式溢出，形成具有表面活性位的多孔载体，并进行催化剂负载；

步骤3)将负载有催化剂的多孔载体冷却定型，并破碎筛分为粒状；

步骤4)将所获得的粒状负载有催化剂的多孔载体用于煤催化气化反应。

可选的，所述含氧气体包括：氧气和水蒸气中的至少一种。

可选的，当所述含氧气体不包含水蒸气时，氧气占所述流化气体的体积百分数大于等于20％；当所述含氧气体不包含氧气时，水蒸气占所述流化气体的体积百分数大于等于80％。

可选的，所述流化气体由空气和水蒸气组成，所述空气与所述水蒸气的体积比为1:1-1:7。

可选的，所述流化气体与所述重质焦油的质量比为0.5-3。

可选的，所述预设温度为100-180℃，所述预设压力为0-5MPa。

可选的，所述活化反应的时间为1-3h。

可选的，所述旋风飞灰和所述重质焦油的质量比为0.2-3。