[发明专利]一种煤催化热解镁铁尖晶石磁性催化剂的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种煤催化热解镁铁尖晶石磁性催化剂的制备方法，该方法包括：一、采用溶胶‑凝胶法制备MgFe₂O₄磁核；二、对MgFe₂O₄磁核进行包覆，得到SiO₂@MgFe₂O₄催化剂；三、采用等体积浸渍法对MgFe₂O₄磁核进行改性，得到Mo/MgFe₂O₄催化剂；本发明还公开了该催化剂的应用。本发明对MgFe₂O₄磁核包覆SiO₂或采用Mo改性，通过防止煤催化热解过程中煤体中的杂质或热解产物对MgFe₂O₄磁核的损害，或者提高催化剂结构性能稳定性，保证了MgFe₂O₄磁核的煤催化热解活性，提高了煤催化热解产物焦油的品质并保证磁性能，便于催化剂的回收再生利用；本发明的应用提高了产物焦油的产率。

技术领域

本发明属于煤化工和工业催化技术领域，具体涉及一种煤催化热解镁 铁尖晶石磁性催化剂的制备方法和应用。

背景技术

煤炭资源的清洁高效转化利用离不开气化、液化技术，传统煤气化、液化技术存在污染大、转化效率低、能耗大的问题。而作为煤炭资源丰富的中国，低阶煤储量高达55%以上，探索研究适用性佳、应用性好的煤炭利用转化新技术就显得尤为重要，煤催化热解技术便应运而生了，该技术相对于煤间接液化和直接液化技术，具有产物收率高、二氧化碳排放低，煤分质多联产等优点。低变质烟煤的中低温热解技术主要包括立式内热式或外热式热解技术，以及固体热载体或气体热载体热解技术等。

现有工业化煤炭热解技术存在焦油收率低，焦油成分复杂、分离困难， 气体热值低，催化剂回收难等问题。研究新的热解催化剂是克服上述问题 的有效途径之一。李刚等研究过渡金属氧化物/USY催化剂对神东煤催化 热解的影响，结果表明Me_xO_y/USY使焦油中酚类、含氧化合物、脂肪烃 的含量增加，积炭问题得到显著改善；杨晓霞等以钴盐为催化剂，对神府 煤进行催化热解研究，结果表明钴系催化剂中当钴离子的添加量从0增加 到9％时，焦油总收率由2.56％增加到5.86％，焦油中轻组分含量由41％ 增加到63.33％，一定程度改善了焦油品质增加产率；郑小峰等制备了五种Fe系催化剂，对神府煤热解过程中进行研究，结果表明不同的Fe系催化 剂都可以提高神府煤热解焦油的收率，但Fe在各种载体中的添加量超过 6％时焦油收率开始减少。上述研究煤的催化热解过程主要由煤大分子在 Fe、Co、Ni等金属活性中心的催化作用下裂解缩聚形成的焦油和气体， 对热解过程中金属氧化物相互作用、焦油收率提高程度、以及金属磁性对 催化作用的影响和催化剂重复回收利用问题未展开深入探索。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种 煤催化热解镁铁尖晶石磁性催化剂的制备方法。该方法对MgFe₂O₄磁核包 覆SiO₂或采用Mo改性制备镁铁尖晶石磁性催化剂，通过防止煤催化热解 过程中煤体中的杂质或热解产物对MgFe₂O₄磁核的损害，或者提高催化剂 结构性能稳定性，保证了MgFe₂O₄磁核的煤催化热解活性，提高了煤催化 热解产物焦油的品质，同时保证其磁性能，便于催化剂的回收再生利用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种煤催化热解镁 铁尖晶石磁性催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、MgFe₂O₄磁核的制备：采用溶胶-凝胶法制备MgFe₂O₄磁核， 具体制备过程如下：

步骤101、将硝酸铁、硝酸镁和去离子水混合搅匀，得到棕褐色的混 合溶液A；