[發明專利]一種煤氣化的催化劑負載方法

在審

• 申請號: 201910344625.2
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110075931A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 李克忠;王會芳;懷俊天
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: B01J37/02
• 分類號: B01J37/02
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 蘆玲玲

本發明提供了一種煤氣化的催化劑負載方法，包括以下步驟：向催化劑溶液中添加適量表面活性劑；以加壓熱浸漬的方式將煤樣浸漬于所述添加有表面活性劑的催化劑溶液中，實現催化劑的負載。本發明提供的催化劑負載方法，通過在催化劑溶液中添加表面活性劑，能促進催化劑溶液與煤樣充分浸潤；采用加壓熱浸漬法，將添加有表面活性劑的催化劑溶液負載于煤樣中，使得煤樣表面殘留的催化劑溶液較少，因而蒸發析出的催化劑晶體較少，煤粉顆粒之間發生團聚的概率大大降低，從而能有效避免煤樣粘壁和堵塞設備的問題。

技術領域

本發明涉及煤催化氣化技術領域，具體而言，涉及一種煤氣化的催化劑負載方法。

背景技術

煤催化氣化是煤制天然氣的最高效的氣化技術之一。煤催化氣化技術顯著降低了氣化溫度，加快了氣化速率。煤催化氣化是采用在煤中添加合適的催化劑，使氣化、變換、甲烷化三種反應在同一反應爐內發生耦合，因而大幅提高了系統能效并降低了后續變換及甲烷化裝置的投資。堿金屬、堿土金屬以及過渡金屬都對煤水蒸氣氣化有催化作用，其中堿金屬鹽尤其是K₂CO₃的催化效果最好，應用也最廣泛。

工業規模催化氣化工藝一般采用5mm以下的碎煤，煤樣粒徑分布寬。通常采用浸漬法將鉀催化劑負載于煤上，小粒徑煤樣比表面積大，與催化劑的浸潤效果較好，大粒徑煤樣孔隙較少，催化劑溶液滲透到煤內部的阻力較大。因此，在有限的負載時間內，催化劑溶液僅停留在大顆粒表面而未滲透到顆粒內部，隨著水分的揮發，碳酸鉀結晶具有粘結性，煤顆粒之間會粘結團聚成大塊。在干燥過程中，會造成煤粉顆粒與烘干設備內壁或換熱管間發生粘接，并且煤粉在烘干設備內部或換熱管發生粘結，不僅會造成換熱效率下降，烘干煤樣水分達不到工藝要求，而且會造成烘干機堵塞無法正常運行。負載催化劑煤樣在烘干設備內粘壁、堵塞、團聚成塊成為影響備煤工段和氣化爐運行的制約因素。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種煤氣化的催化劑負載方法，旨在解決現有技術中由于負載催化劑的煤樣發生團聚而導致煤樣粘壁和堵塞設備的問題。

本發明提出了一種煤氣化的催化劑負載方法，包括以下步驟：步驟1，向催化劑溶液中添加適量表面活性劑；步驟2，以加壓熱浸漬的方式將煤樣浸漬于所述添加有表面活性劑的催化劑溶液中，實現催化劑的負載。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述表面活性劑占所述煤樣的質量百分比為0.1-0.8%。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述催化劑占所述煤樣的質量百分比為8-20%。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述表面活性劑為離子型表面活性劑、兩性離子表面活性劑或非離子表面活性劑中的至少一種。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述離子型表面活性劑為羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽和磷酸酯鹽中的至少一種。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述磺酸鹽為十二烷基苯磺酸鈉和木質素磺酸鈉中的至少一種。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述步驟2中，加壓熱浸漬的溫度為70-120℃，加壓熱浸漬的壓力為0.1-0.8Mpa。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述步驟2中，在加壓熱浸漬過程中，采用微波輻射、超聲波處理或等離子體改性手段，對煤樣和催化劑形成的混合體系進行處理。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述微波輻射采用的微波功率為50-300W；或

所述超聲波處理的輸出功率為40-100W。

進一步地，上述煤氣化的催化劑負載方法中，所述步驟2之后，還包括：對所述負載有催化劑和表面活性劑的煤樣進行干燥，以使所述負載催化劑的煤樣中水的質量百分比小于等于5%。