[发明专利]一种地下煤炭原位热解的催化模块、制备方法和使用方法

说明书

本发明公开一种地下煤炭原位热解的催化模块、制备方法和使用方法；所述制备方法，包括：1)、将赤泥、载体材料破碎，然后烘干并研磨；2)、将研磨好的赤泥、载体材料、碳酸钾进行混合，获得混合料；3)、制备好的混合料中加入粘合剂、胶溶剂、助挤剂、扩孔剂和水，混合均匀获得泥状坯；4)、泥状坯造粒或者3D打印，获得地下煤炭原位热解的催化模块。本发明的催化模块在注入井的可以活化含烃气体，促进煤炭地下原位热解过程；在采出井可以进行产物的调制，以获取品质更高的挥发分。本发明实现了炼厂废弃物的资源化利用，用赤泥和粉焦制备用于煤炭地下原位热解的催化模块提高了固废能源的利用效率。

技术领域

本发明属于煤炭地下原位气化技术领域，具体涉及一种地下煤炭原位热解的催化模块、制备方法和使用方法。

背景技术

煤炭地下原位热解技术是指煤炭不经过开采，直接在地层通过载体进行热解反应，将热解后的油气产物导出地面并进行后学分离以及深加工。相比于传统的开采技术，煤炭原位热解技术据有占地面积小、开采环境安全、人力成本低等优势，而且，煤炭原位热解也是一种煤炭利用率高可持续发展的环境友好型开采方式。

为了提高煤炭原位热解效率，需要催化剂在煤炭原位热解时发挥作用。目前，煤炭及油页岩的催化热解研究主要是针对地面干馏技术，按类型可分为：①粘土矿物、无机盐类等；②金属催化剂，主要是Fe、Co、Mo、Ni催化剂；③分子筛催化剂，如ZSM-5系列分子筛、Y型分子筛等。虽然催化剂在煤炭转化过程中发挥着重要作用，然而目前这些催化剂主要是基于地面干馏技术。催化剂的组成物质较多，催化剂的配制操作复杂，成本髙。没有成熟的针对煤炭地下原位热解的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下煤炭原位热解的催化模块、制备方法和使用方法，以解决上问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种地下煤炭原位热解的催化模块的制备方法，包括：

1)、将赤泥、载体材料破碎，然后烘干并研磨；

2)、将研磨好的赤泥、载体材料、碳酸钾进行混合，获得混合料；

3)、制备好的混合料中加入粘合剂、胶溶剂、助挤剂、扩孔剂和水，混合均匀获得泥状坯；

4)、泥状坯造粒或者3D打印，获得地下煤炭原位热解的催化模块；

或者，包括以下步骤：

1)、将赤泥破碎，然后烘干并研磨；

2)、将研磨好的赤泥中加入粘合剂、胶溶剂、助挤剂、扩孔剂和水，混合均匀获得泥状坯；

3)、泥状坯均匀涂抹在堇青石表面，干燥后获得地下煤炭原位热解的催化模块。

催化模块的直径与管道的直径相适应；大的3D打印的催化模块可以单独放入管道中，小的颗粒可以通过隔板夹持形成催化模块；隔板的孔道不让颗粒外漏；隔板可以使用金属或者陶瓷，厚度为是管径的十分之一。

本发明进一步的改进在于：赤泥破碎至粒径小于2毫米。

本发明进一步的改进在于：赤泥研磨至粒径小于150目。

本发明进一步的改进在于：载体材料破碎至粒径小于2毫米，研磨至粒径小于150目。

本发明进一步的改进在于：催化模块包括：注入井的催化模块和采出井的催化模块；注入井的催化模块中，混合料中赤泥、载体材料和碳酸钾的质量比为100：100：(5～10)；采出井的催化模块中，混合料中赤泥、载体材料和碳酸钾的质量比为100：150：(5～10)。