[發明專利]一種無煙煤的預處理方法

在審

• 申請號: 201510853809.3
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105419876A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 李鵬;王會芳;毛燕東;李克忠
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/54
• 分類號: C10J3/54
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明涉及煤催化氣化領域，尤其涉及一種無煙煤的預處理方法。

背景技術

煤催化氣化制天然氣技術是現代煤炭清潔利用的主要途徑之一。在進行煤催化氣化的設備中，流化床因其碳轉化率高、甲烷合成比例大，工藝技術成熟而被公認為目前煤催化氣化制天然氣最好的設備選擇。

在目前的煤催化氣化技術中，褐煤、次煙煤以及煙煤等低階煤、中階煤由于結構疏松，易于催化劑負載，因而催化氣化的反應活性高，故廣泛應用于流化床煤催化氣化技術。

然而，自然界中存在大量的無煙煤，因無煙煤屬于高階煤，變質程度高、結構致密、揮發分低而含氧官能團少、反應性差，催化劑難以負載，因而無煙煤催化氣化制天然氣的利用率很低。

因此，如何提高無煙煤催化氣化的反應活性，進一步拓寬煤催化氣化制天然氣的煤種適用范圍成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

鑒于此，為解決現有技術的問題，本發明的實施例提供一種無煙煤的預處理方法，可提高無煙煤進行催化氣化的反應活性，進一步拓寬了煤催化氣化制天然氣的煤種適用范圍。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

本發明實施例提供了一種無煙煤的預處理方法，所述預處理方法包括：將無煙煤原料粉碎成無煙煤顆粒；將所述無煙煤顆粒與含有催化離子的水溶液進行混合，以使所述催化離子負載在所述無煙煤顆粒的表面；其中，所述催化離子包括：堿金屬離子、堿土金屬離子以及鎳離子中的至少一種；對由所述無煙煤顆粒與所述含有催化離子的水溶液構成的混合物進行干燥處理，得到表面負載有所述催化離子的所述無煙煤顆粒；向干燥處理后的所述無煙煤顆粒中加入粘結劑，并進行成型處理，得到成型產物；將所述成型產物粉碎成無煙煤顆粒粘結體。

可選的，所述將無煙煤原料粉碎成無煙煤顆粒的步驟包括：在密閉環境下，對無煙煤原料進行粉碎處理，并在粉碎過程中通入空氣和/或純氧氣，獲得無煙煤顆粒。

進一步優選的，通入的所述空氣和/或所述純氧氣的溫度取值范圍為105～180℃。

可選的，所述含有催化離子的水溶液包括：溶解有催化劑的水溶液；其中，所述催化劑包括：堿金屬化合物、堿土金屬化合物、鎳化合物中的至少一種。

進一步優選的，所述催化劑為鉀鹽和/或鈉鹽。

可選的，加入的所述催化離子的元素質量為所述無煙煤顆粒總質量的1％～20％。

可選的，所述干燥處理的溫度取值范圍為105～180℃。

可選的，所述粘結劑包括：中溫瀝青和/或高溫瀝青。

可選的，所述粘結劑的加入量為所述無煙煤顆粒總質量的3％～7％。

可選的，所述無煙煤顆粒的粒徑取值范圍為80～109μm。

進一步優選的，所述無煙煤顆粒粘結體的粒徑取值范圍為大于等于0.5mm且小于5.0mm。

進一步優選的，80％及以上的所述無煙煤顆粒粘結體的粒徑取值范圍為1.0～2.0mm。

基于此，通過本發明實施例提供的上述預處理方法，通過對無煙煤原料進行細粉碎→負載催化劑→干燥成型再粉碎的工藝過程，提高了煤粒的表面積，增加了無煙煤顆粒與催化離子接觸的表面積，使得催化離子有效地負載在煤顆粒表面。由于進入催化氣化反應設備的無煙煤為表面負載有催化離子的無煙煤顆粒粘結體，粘結體的結構致密程度要小于現有技術采用的無煙煤原料顆粒，因此粘結體能表現出更高地反應活性，在進行后續的催化氣化過程中，催化離子可形成熔融液態膜更好地覆蓋在粒徑細小的無煙煤顆粒表面，增加了與煤焦接觸的界面，因而提供更多的活化表面積。

上述預處理方法提高了無煙煤進行催化氣化的反應活性，有利于解決目前煤催化氣化過程中無煙煤氣化效率低的問題，拓寬了煤催化氣化制天然氣的煤種適用范圍，提高了碳轉化效率和甲烷收率；并且，上述預處理方法使得目前廣泛采用的流化床設備能夠更加有效地氣化無煙煤，進一步拓寬了流化床的煤種適用范圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種提高無煙煤催化氣化活性的預處理方法工藝流程示意圖。

具體實施方式