[发明专利]一种复合物及其制备方法和应用

说明书

一种复合物，所述复合物含有负载锌的氧化铝、硫酸酰铈和具有钙钛矿结构的复合金属氧化物NdCoO_3‑y，y为氧空位，复合物中所述负载锌的氧化铝与硫酸酰铈的重量比为8:1‑2:1，所述复合物中所述负载锌的氧化铝与具有钙钛矿结构的复合金属氧化物NdCoO_3‑y的重量比为10:1‑5:1，以负载锌的氧化铝重量为基准，锌以氧化物计的含量为5wt%‑25wt%，所述复合物的制备方法，包括如下内容：将负载锌的氧化铝、硫酸酰铈和具有钙钛矿结构的复合金属氧化物NdCoO_3‑y混捏成型，经干燥、焙烧后制得复合物。该复合物用于煤层气脱氧具有活性高、反应温度低、制备方法简单、成本低等优点。

技术领域

本发明涉及一种复合物及其制备方法合应用，具体地说涉及一种低温高活性煤气层脱氧复合物催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国是煤炭生产大国，每年因煤炭的生产就会产出大量不同浓度的煤层气，开发有效的煤层气利用技术、减少甲烷的直接排放是我国建设节能环保型可持续发展模式、打造低碳经济体系的一个组成部分。结合节能减排以及对环境要求的提高，切实合理的开发煤层气这一低品位能源，并很好的将其转化为可利用的资源，扩大煤层气的使用范围和规模，提高煤层气的利用效率，具有节能和环保的双重意义，符合国家对能源政策的规划，符合国际环保组织对温室效应的控制，更符合我国对低品位能源开发使用的大力支持，促进国内对煤层气产业的快速发展。

煤层气开发利用的关键在于脱除其中的氧气，现有的煤层气脱氧技术主要有变压吸附分离法，焦炭燃烧法，催化脱氧法等。中国专利ZL85103557 公布了一种利用变压吸附法从煤层气中分离富集甲烷的方法。一般情况下，甲烷在浓缩提纯过程中排放废气的氧含量也被浓缩提高，由于废气中不可避免的含有5~15%的甲烷，致使排放的废气处于甲烷的爆炸极限范围，存在爆炸危险，这使得该技术的应用受到限制。

焦炭燃烧法脱氧（ZL02113627.0、200610021720.1）是在高温条件下，富含甲烷气体中的氧与焦炭反应，同时部分甲烷与氧反应从而达到脱氧目的。其优点在于约70%的氧与焦炭反应，30%的氧与甲烷反应，因此甲烷损失较小。但缺点在于要消耗宝贵的焦炭资源，焦炭消耗成本约占整个运行费用的50%左右。此外，焦炭脱氧法在加焦、出渣时劳动强度大，环境灰尘大，难以实现自控操作及大规模生产，且焦炭中带有多种形态的硫化物，导致除氧后气体中含硫量增加。

催化脱氧工艺的本质是富燃贫氧气氛下甲烷的催化燃烧，在适当催化剂作用下，将CH₄氧化转化为CO₂和H₂O，此过程可将煤层气中含氧量降到0.5%以下，并彻底消除了操作过程的安全隐患。 同时工艺操作简便，便于自动控制及大规模拓展，设备简单，从经济性角度而言，该技术亦具有较好的商业价值。催化脱氧根据催化剂活性组分可分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂两大类。

国内外研究负载型贵金属催化剂的技术较为成熟。如中科院大连物化所在催化剂体系中添加具有储放氧功能的稀土铈组份，制备出新型负载型钯贵金属催化剂，可以将甲烷浓度为39.15%，氧气浓度为12.6%的煤层气脱氧处理后，产气中氧气浓度在0.1%以内，氧气转化率高于96%。由于贵金属催化剂价格昂贵且资源有限，应用范围受到限制。而非贵金属氧化物催化剂原料廉价易得，因而受到极大关注。但是非贵金属受活性所限，需要在较高的温度进行反应，能耗较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种复合物及其制备方法和其在煤层气脱氧中的应用。该复合物用于煤层气脱氧具有活性高、反应温度低、制备方法简单、成本低等优点。