[發明專利]回收并循環使用堿金屬催化劑的方法

有效

• 申請號: 201010565770.2
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102476008A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 張榮;畢繼誠;孫志強;朱學艷;李金來;甘中學
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;C10J3/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任永利

發明領域

本發明涉及回收催化劑的方法，更具體地，本發明涉及從來自煤氣化爐的氣體中回收堿金屬催化劑的方法。本發明還涉及回收并循環使用堿金屬催化劑的煤氣化方法。

背景技術

煤的催化氣化工藝是指煤在催化劑的催化作用下被氣化劑氣化為CO、H₂、CH₄等氣體的工藝。典型的煤催化氣化工藝有EXXON的煤催化氣化制甲烷研究和日本的煤催化氣化制氫技術以及中國新奧集團公司的三段爐催化氣化工藝，見專利US3932146、JP2004292720、CN101792680。上述工藝中一般使用堿金屬鹽類和/或堿土金屬鹽類作為催化劑，通常分別稱為堿金屬催化劑和堿土金屬催化劑。由于煤的氣化通常在較高溫度下進行，其中某些催化劑例如堿金屬鹽類容易在高溫下氣化，并常常隨煤氣化后得到的氣體排出氣化爐，造成催化劑的損失。故希望從離開煤氣化爐的氣體中回收這些催化劑，并將其重新利用。

然而，從氣相中回收堿金屬催化劑并不容易，EXXON在催化劑回收方面的工作(US3998607、US4057512、US4417972)的主要方法是建立多級水洗回收裝置。其主要工藝流程特點是通過逐級水洗和水渣分離將盡可能多的堿金屬催化劑洗到溶液當中，然后再通過干燥等方法得到堿金屬鹽類的固體，最后再重新用于催化氣化過程。其主要不足之處是耗水量大、能耗相對較高、工藝流程比較繁瑣、相應的固定投資也較高。

發明概述

為解決以上問題，在本發明的第一方面，提供了一種從來自煤氣化爐的氣體中回收堿金屬催化劑的方法，包括以下步驟：

a.使該氣體通過以多孔煤焦為過濾介質的過濾器，以將至少一部分堿金屬催化劑截留在該多孔煤焦上；

b.將離開上述過濾器的氣體通入洗氣塔中，使得其余部分的堿金屬催化劑溶解于水中成為堿金屬催化劑的水溶液。

在優選的實施方案中，本發明在上述步驟b之后還包括以下步驟：

c.對來自步驟b的所述水溶液進行反滲透處理，以提高堿金屬催化劑在該水溶液中的濃度；

d.對來自步驟c的水溶液進行離子交換處理，以將堿金屬催化劑中的陰離子交換成想要的陰離子，然后任選地對得到的堿金屬鹽溶液進行濃縮處理。

第二方面，本發明還提供了一種回收并循環使用堿金屬催化劑的煤氣化方法，包括以下步驟：

i.在煤氣化爐中在堿金屬催化劑的作用下用氣化劑對煤進行氣化，得到其中含有堿金屬催化劑的氣體；

ii.使上述氣體通過以多孔煤焦為過濾介質的過濾器，以將至少一部分堿金屬催化劑截留在該多孔煤焦上，并將載有堿金屬催化劑的多孔煤焦返回到氣化爐中；

iii.將離開上述過濾器的氣體通入洗氣塔中，使得其余部分的堿金屬催化劑溶解于水中成為堿金屬催化劑的水溶液；

iv.對所述水溶液進行反滲透處理，以提高堿金屬催化劑在該水溶液中的濃度；

v.對來自步驟iv的水溶液進行離子交換處理，以將堿金屬催化劑中的陰離子交換成想要的陰離子，然后任選地對得到的堿金屬鹽溶液進行濃縮處理；

vi.將濃縮后的堿金屬鹽溶液與煤混合后返回到煤氣化爐中。

附圖簡述

圖1是本發明的方法中的反滲透步驟的示意圖。

圖2是本發明的方法的示意性流程圖。

應注意，附圖僅僅是示例性的，并不打算以任何方式限制本發明。

發明詳述

現詳細介紹本發明的第一方面的方法。

在本發明的第一方面的步驟a中，使來自煤氣化爐的氣體通過以多孔煤焦為過濾介質的過濾器，以將至少一部分堿金屬催化劑截留在該多孔煤焦上。