[發明專利]煤催化氣化用催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710042885.5
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106732510A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 蘆濤;王會芳;李克忠;劉雷
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: B01J23/04
• 分類號: B01J23/04;C10J3/00
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理事務所(普通合伙)11266
• 代理人: 方艷輝

技術領域

本發明涉及煤催化氣化技術領域，具體而言，涉及一種煤催化氣化用催化劑的制備方法。

背景技術

煤催化氣化是煤炭潔凈高效利用的一種重要途徑，是指煤在一定溫度條件下，通過催化劑的催化作用生成富甲烷氣體的氣化過程。目前，煤催化氣化技術通常采用K₂CO₃或KOH等鉀基催化劑催化氣化反應生成富甲烷氣體。但是，一方面，鉀基催化劑一般都是強堿性化合物，在氣化過程中容易和煤中礦物質發生反應生成低溫共熔物，從而易使氣化爐內結渣，降低了煤催化氣化過程的運行穩定性及安全性；另一方面，鉀基催化劑價格非常昂貴，因此在煤催化氣化完成后，需要對灰渣中的鉀基催化劑進行回收，以循環利用，但是，催化劑的回收工藝比較復雜，設備投資較大，且回收過程能耗、水耗較大。因此，采用鉀基催化劑存在氣化爐易結渣、回收工藝復雜，整個過程中成本較高等缺點。

為了克服鉀基催化劑的這些缺點，現有技術中往往采用鈣基催化劑，現有的鈣基催化劑一般采用工業石灰石為原料，經過高溫煅燒得到，但是，一方面，工業石灰石價格比較昂貴；另一方面，因為工業石灰石原料的不穩定特性，其含有SiO₂、Al₂O₃等各種雜質，致使經過煅燒后得到的氧化鈣中含有部分偏硅酸鈣、鈣黃長石、鈣長石等物質，從而導致催化活性不高，致使煤的碳轉化率較低。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種煤催化氣化用催化劑的制備方法，旨在解決現有鈣基催化劑生產成本較高，并且，催化活性較低導致煤的碳轉化率較低的問題。

一個方面，本發明提出了一種煤催化氣化用催化劑的制備方法，該方法包括如下步驟：

對鈣質生物殼體進行預處理，得到氧化鈣與碳酸鈉共存的復合催化劑前驅體；對所述復合催化劑前驅體進行改性處理，得到復合催化劑。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，所述鈣質生物殼體中，碳酸鈣的重量百分比大于等于90％；碳酸鈉的重量百分比為2～6％。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，所述對鈣質生物殼體進行預處理包括：對所述鈣質生物殼體依次進行清洗、干燥、研磨和煅燒。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，經過研磨后的所述鈣質生物殼體的粒徑小于等于150μm。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，經過研磨后的所述鈣質生物殼體的粒徑小于等于100μm。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，對經過研磨后的所述鈣質生物殼體在預設溫度和預設停留時間下進行煅燒，得到含有平均粒徑為1～10μm，比表面積為3～10m³/g的納米級氧化鈣的復合催化劑前驅體。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，所述預設溫度為500～1200℃，所述預設停留時間為0.5～3h。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，所述預設溫度為800～1000℃，所述預設停留時間為1～2h。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，所述對復合催化劑前驅體進行改性處理包括：在預設溫度、預設時間以及預設氣流下，將所述復合催化劑前驅體的90％以上分散于具有揮發性的醇類中并使所述醇類在所述復合催化劑前驅體表面形成保護膜。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，所述預設溫度為20～100℃，所述預設時間為10～90min，所述預設氣流為惰性氣體形成的氣流。

進一步地，上述煤催化氣化用催化劑的制備方法中，所述預設溫度為40～60℃，所述預設時間為20～60min，所述惰性氣體為氮氣或氬氣。

本發明中，選用鈣質生物殼體作為催化劑原料，與現有技術中以工業石灰石為原料制備鈣基催化劑的方法相比，原料易得、成本低廉且避免了廢棄的鈣質生物殼體對生態環境的污染。同時，由于鈣質生物殼體中雜質較少，對鈣質生物殼體依次進行預處理和改性處理后獲得的復合催化劑中，活性成分氧化鈣和碳酸鈉的純度和催化活性較高，進而提高了煤的碳轉化率。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發明實施例提供的煤催化氣化用催化劑的制備方法的流程示意圖。