[发明专利]一种催化剂的负载方法以及煤催化气化方法

说明书

本发明涉及煤催化气化技术领域，尤其涉及一种催化剂的负载方法以及煤催化气化方法。能够提高催化剂的有效负载量，提高催化剂的催化效果，从而能够提高煤气化转换效率。本发明实施例提供一种催化剂的负载方法，包括：将煤气化原料与催化剂混合，所述煤气化原料为煤粉或煤焦；采用水热法对所述煤气化原料与所述催化剂的混合物进行热处理，使所述催化剂中的碱金属离子和/或碱土金属离子解离出来，与所述煤气化原料中的活性氢发生离子交换反应，以对所述催化剂进行负载。本发明实施例用于煤气化制甲烷。

技术领域

本发明涉及煤催化气化技术领域，尤其涉及一种催化剂的负载方法以及煤催化气化方法。

背景技术

煤催化气化是将碱金属或碱土金属催化剂负载在煤气化原料表面上在一定压力和温度(600-800℃)下产生富含甲烷气体及焦油的工艺。

催化剂负载是催化气化工艺的第一步，在以往的负载工艺中，通常将催化剂溶于水中，而后将催化剂水溶液与煤气化原料混合，干燥蒸发多余水分以完成催化剂负载，在此过程中碱金属或碱土金属催化剂与煤气化原料之间主要发生物理混合，使得催化剂的有效负载量较低，不利于催化剂在煤气化反应中的迁移，由此引发催化剂的催化效果得不到发挥导致气化工艺气化效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种催化剂的负载方法，能够提高催化剂的有效负载量，提高催化剂的催化效果，从而能够提高煤气化转换效率。

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催化剂的负载方法，包括：将煤气化原料与催化剂混合，所述煤气化原料为煤粉或煤焦；采用水热法对所述煤气化原料与所述催化剂的混合物进行热处理，使所述催化剂中的碱金属离子和/或碱土金属离子解离出来，与所述煤气化原料中的活性氢发生离子交换反应，以对所述催化剂进行负载。

可选的，所述催化剂为碱金属催化剂；或者，所述催化剂为含有强碱的碱土金属催化剂。

可选的，所述负载方法还包括：在所述热处理的条件下，向反应体系中通入含氧气体，对所述煤气化原料中的官能团进行氧化。

可选的，所述含氧气体为包含氧气和二氧化碳气体的酸性混合气。

可选的，在对所述煤气化原料与所述催化剂的混合物热处理1-5h之后，向所述反应体系中通入所述含氧气体。

可选的，所述含氧气体中氧气的质量百分含量大于等于20％，所述二氧化碳气体的质量百分含量大于等于30％。

可选的，所述氧气的总通入量与所述煤气化原料中碳的摩尔比为2:1-6:1。

可选的，所述二氧化碳气体的总通入量与所述煤气化原料中碳的摩尔比为1:1-5:1。

可选的，所述含氧气体的通入时间小于等于反应体系中混合液的pH值在7-8之间所需的时间。

可选的，采用水热法对所述煤气化原料与所述催化剂的混合物进行热处理之前，所述负载方法还包括：向所述煤气化原料和所述催化剂的混合物中加入水，使得所述催化剂遇水放热，为所述催化剂与所述煤气化原料结合提供热量；其中，水的加入量为所述煤气化原料和所述催化剂的混合物质量之和的5％-8％。

可选的，当所述催化剂为含有强碱的碱土金属催化剂时，所述强碱的质量为所述煤气化原料质量的8％-15％。

可选的，所述热处理的温度为200-300℃，压力为1.0-3.0MPa。

另一方面，本发明实施例提供一种煤催化气化方法，将如上所述的催化剂的负载方法制备所获得的煤气化原料干燥，并用于气化。