[发明专利]一种煤催化气化灰渣的回收利用方法及其活性残渣

说明书

技术领域

本发明涉及煤催化气化领域，尤其涉及一种煤催化气化灰渣的回收利用方法及其活性残渣。

背景技术

煤催化气化是将煤与碱金属催化剂在一定压力与气化温度下进行煤气化反应的过程。其中，钾催化剂具有良好的催化活性，在煤催化气化反应中是最为常见的一种催化剂，但是，由于钾催化剂价格昂贵，需要对煤催化气化灰渣中的钾催化剂进行回收利用，以提高所述钾催化剂的利用率，降低生产成本。

现有技术中，对所述煤催化气化灰渣中的钾催化剂的回收主要通过水洗工段回收所述煤催化气化灰渣中的可溶性钾，通过消解工段回收所述煤催化气化灰渣中的不可溶性钾即硅铝酸钾。

在对所述煤催化气化灰渣中的钾催化剂进行回收之后，剩余大量灰渣，所述灰渣的主要成分除了硅铝酸钙之外还包含SiO₂、Al₂O₃、Fe₃O₄、FeO、CaO、MgO等，部分用于城市垃圾填埋，随着灰渣的不断积累，大多都被废弃堆放，造成资源浪费和粉尘污染，煤催化气化灰渣得不到充分的回收利用，因此，将煤催化气化灰渣变废为利势在必行。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种煤催化气化灰渣的回收利用方法及其活性残渣，能够在提高煤催化气化灰渣的总钾回收率的同时提高废弃灰渣的吸附性能，将所述废弃灰渣变废为利。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种煤催化气化灰渣的回收利用方法，包括：

步骤1)向煤催化气化灰渣中加入水进行搅拌水洗，固液分离后得到固体滤渣与第一滤液，所述第一滤液中含有可溶性钾；

步骤2)向所述固体滤渣中加入消解原液与消解剂和活化剂进行消解活化反应，固液分离后得到活性残渣与第二滤液。

优选的，所述活化剂包含碱金属的氧化物和/或氢氧化物与氧化剂。

进一步优选的，所述氧化剂与所述碱金属的氧化物和/或氢氧化物的质量比为0.1:1-0.8:1。

可选的，所述碱金属的氧化物和/或氢氧化物为氢氧化钠。

进一步可选的，所述氧化剂包含次氯酸盐和/或高氯酸盐。

可选的，所述煤催化气化灰渣中酸性氧化物与碱性氧化物含量比小于1时，所述消解剂与所述活化剂中碱金属的氧化物和/或氢氧化物的质量比为5:1-7:1。

进一步可选的，所述煤催化气化灰渣中酸性氧化物与碱性氧化物含量比大于1时，所述消解剂与所述活化剂中碱金属的氧化物和/或氢氧化物的质量比为3:1-5:1。

其中，所述在步骤2)中加入消解剂与活化剂包括：

在所述固体滤渣中同时加入所述消解剂与所述活化剂进行消解活化反应；

或者，在所述固体滤渣中加入所述消解剂进行消解反应，在消解反应完成后加入所述活化剂对所述第一滤渣继续进行活化。

优选的，所述消解活化反应中水与所述煤催化气化灰渣的液固比为1-6:1，所述消解剂与所述煤催化气化灰渣的质量比为0.11:1-0.3:1，所述消解活化的反应温度为100-240℃，压力为0.1-7.3MPa，消解活化时间为1.3-6h；或者，消解时间为1-2h，活化时间为1-2h。

进一步优选的，所述活性残渣的颗粒比表面积为1800-2200/m²/g。

另一方面，本发明实施例提供通过上述所述的煤催化气化灰渣的回收利用方法获得的活性残渣，所述活性残渣作为活性吸附剂、絮凝沉淀剂应用于废水、污水处理中。

优选的，所述活性残渣颗粒的比表面积为1800-2200/m²/g，且所述活性残渣吸附有Si⁴⁺、Al³⁺。

进一步优选的，所述活性残渣应用于废水处理时，所述活性残渣的加入量为废水处理量的0.5-20％。

本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣的回收利用方法及其活性残渣，所述煤催化气化灰渣经过水洗获得可溶性钾与固体滤渣，所述固体滤渣经过消解活化获得活性残渣与第二滤液，所述第二滤液为消解钾液，而所述固体滤渣在消解活化过程中通过活化剂的活化，使得固体滤渣表面更加粗糙，孔径结构更加丰富，所获得的活性残渣比表面积增大，吸附性能大大增强，从总体上来说，能够提高所述煤催化气化灰渣的回收利用率，在提高总钾回收率的同时将废弃灰渣变废为利。克服了现有技术中煤催化气化灰渣得不到充分的回收利用，大量灰渣被废弃堆放，造成环境污染与资源浪费的综合缺陷。