一種催化劑回收及負(fù)載方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種催化劑回收及負(fù)載方法，涉及煤催化氣化【技術(shù)領(lǐng)域】，能夠同時實(shí)現(xiàn)催化劑的負(fù)載及催化劑的回收；負(fù)載率高、催化劑分散性好。本發(fā)明包括：1)將含有催化劑的氣化渣進(jìn)行水洗，得到含有可溶性催化劑的水溶液及含有不溶性催化劑的灰渣；2)將灰渣、堿土金屬化合物、煤、水加入反應(yīng)器；將反應(yīng)器保持在第一預(yù)定溫度，恒溫第一預(yù)定時間，以使灰渣中的不溶性催化劑與堿土金屬化合物發(fā)生消解反應(yīng)、并使消解后形成的可溶性催化劑被煤吸附；3)將含有可溶性催化劑的水溶液輸送到反應(yīng)器中，并使反應(yīng)器保持在第二預(yù)定溫度，恒溫第二預(yù)定時間，進(jìn)行催化劑二次負(fù)載；4)將負(fù)載有催化劑的煤及灰渣進(jìn)行干燥。本發(fā)明適用于煤催化氣化工藝的原料制備。
【專利說明】一種催化劑回收及負(fù)載方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤催化氣化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種催化劑回收及負(fù)載方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭作為一種儲藏豐富的化石資源，在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要位置。煤炭氣化是煤 高效清潔利用的重要途徑之一。其中，煤的催化氣化技術(shù)由于具有反應(yīng)溫度低、氣化效率 高、產(chǎn)品組成好等優(yōu)點(diǎn)，成為眾多煤氣化技術(shù)中最具前途的煤高效清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)。
[0003] 煤催化氣化是指催化劑與煤的顆粒通過一定比例混合，催化劑在煤表面分布并通 過侵蝕開槽作用，形成催化活性位，使煤與氣化劑更好的接觸，從而加快氣化反應(yīng)速率。目 前，催化劑與煤的混合，即催化劑負(fù)載，一般采用機(jī)械混合法或普通浸漬法，機(jī)械混合法可 以通過簡單的混合工藝將催化劑負(fù)載在煤的顆粒上，但是負(fù)載率較低、且催化劑的分散性 較差；普通浸漬法雖然在一定程度上克服了機(jī)械混合法的缺陷，但催化劑負(fù)載率及分散性 仍然較低且其工藝步驟復(fù)雜。
[0004] 煤催化氣化技術(shù)中，通常采用堿金屬做催化劑，尤其是鉀、鈉系催化劑，這些催化 劑的價格較高，為提高煤催化氣化工藝的經(jīng)濟(jì)性、降低成本，需要對催化劑進(jìn)行回收再利 用?，F(xiàn)有技術(shù)中，煤催化氣化技術(shù)中需要分別進(jìn)行催化劑負(fù)載工藝與催化劑回收工藝，且存 在催化劑負(fù)載率較低、分散性差、兩工藝步驟復(fù)雜等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的在于，提供一種催化劑回收及負(fù)載方法，同時實(shí)現(xiàn)催化劑的負(fù) 載及催化劑的回收，工藝簡單，催化劑負(fù)載率較高、分散性好。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -方面，本發(fā)明提供了一種催化劑回收及負(fù)載方法，其中，包括步驟：
[0008] 1)將含有催化劑的氣化渣進(jìn)行水洗，得到含有可溶性催化劑的水溶液、以及含有 不溶性催化劑的灰渣；
[0009] 2)將所述含有不溶性催化劑的灰渣、堿土金屬化合物、煤、水加入到反應(yīng)器中； 將所述反應(yīng)器保持在第一預(yù)定溫度，恒溫第一預(yù)定時間，以使所述灰渣中的不溶性催化劑 與所述堿土金屬化合物發(fā)生消解反應(yīng)、并使消解后形成的可溶性催化劑，同時被所述煤吸 附；
[0010] 3)將所述含有可溶性催化劑的水溶液輸送到所述反應(yīng)器中，并使所述反應(yīng)器保持 在第二預(yù)定溫度，恒溫第二預(yù)定時間，進(jìn)行催化劑二次負(fù)載；
[0011] 4)將負(fù)載有催化劑的所述煤、以及灰渣進(jìn)行干燥。
[0012] 可選地，步驟1)所述的將含有催化劑的氣化渣浸入水中具體包括：
[0013] 將氣化后含有催化劑的高溫氣化渣浸入水中淬冷，其中，所述含有催化劑的氣化 渣與水的質(zhì)量之比為1:1?5。
[0014] 可選地，步驟2)所述堿土金屬化合物與所述含有不溶性催化劑的灰渣按預(yù)定比 例添加，以使所述堿土金屬化合物與所述含有不溶性催化劑的灰渣中的不溶性催化劑充分 發(fā)生消解反應(yīng)。
[0015] 具體地，所述堿土金屬化合物的金屬離子與所述含有不溶性催化劑的灰渣中的不 溶性催化劑的金屬離子的摩爾之比為1:0. 25?0. 5。
[0016] 可選地，步驟2)中，所述含有不溶性催化劑的灰渣與所述煤的質(zhì)量比小于等于 1:2。
[0017] 另外，步驟2)中，所述含有不溶性催化劑的灰渣、所述堿土金屬化合物和所述煤 的總質(zhì)量與所述水的質(zhì)量之比為1:1?10。
[0018] 優(yōu)選地，所述煤的灰含量低于15%。
[0019] 優(yōu)選地，所述堿土金屬化合物為氫氧化鈣、氧化鈣、醋酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂中的 至少一種。
[0020] 可選地，所述第一預(yù)定溫度為100?400°C，所述第一預(yù)定時間為0. 5?4h。
[0021] 可選地，所述第二預(yù)定溫度為20?400°C，所述第二預(yù)定時間為0. 5?4h。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑回收及負(fù)載方法，將含有不溶性催化劑的灰渣、堿土 金屬化合物、煤、水一起加入到反應(yīng)器中，在第一預(yù)定溫度下恒溫第一預(yù)定時間，從而使灰 渣中的不溶性催化劑與堿土金屬化合物發(fā)生消解反應(yīng)，使堿土金屬離子從含不溶性催化劑 的化合物中將催化劑的堿金屬離子置換出來，并且被置換出來的可溶性催化劑堿金屬離子 迅速被煤吸附，從而使消解反應(yīng)平衡更有利于向堿金屬離子置換的方向進(jìn)行，并且，在第一 預(yù)定溫度條件下，能夠促使煤表面含氧官能團(tuán)的增加，有效地增加了催化劑堿金屬離子在 煤上負(fù)載的活性位點(diǎn)，大大提高了負(fù)載效率。
[0023] 消解反應(yīng)結(jié)束后，將含有可溶性催化劑的水溶液輸送到反應(yīng)器中，并保持在第二 預(yù)定溫度下恒溫第二預(yù)定時間，能夠促使煤中閉孔的打開以及促進(jìn)催化劑進(jìn)入煤中的微 孔，從而有效地提高了催化劑的負(fù)載效率及分散性能，實(shí)現(xiàn)了催化劑的二次負(fù)載。
[0024] 也就是說，本發(fā)明實(shí)施例同時實(shí)現(xiàn)了催化劑的負(fù)載及催化劑的回收，相對于現(xiàn)有 技術(shù)中分別進(jìn)行催化劑負(fù)載工藝與催化劑回收工藝而言，工藝較為簡單；工藝過程中充分 利用催化劑回收工藝中的水熱條件，提高了催化劑的負(fù)載效率及分散性。此外，利用催化劑 回收工藝中的消解劑堿土金屬化合物，堿化了煤中的礦物質(zhì)，有效地防止了煤催化氣化過 程中催化劑的失活。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種催化劑回收及負(fù)載方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基 于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其 他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種催化劑回收及負(fù)載方法，包括步驟：
[0029] S1、將含有催化劑的氣化渣進(jìn)行水洗，得到含有可溶性催化劑的水溶液、以及含有 不溶性催化劑的灰渣；
[0030] S2、將所述含有不溶性催化劑的灰渣、堿土金屬化合物、煤、水加入到反應(yīng)器中；將 反應(yīng)器保持在第一預(yù)定溫度，恒溫第一預(yù)定時間，以使灰渣中的不溶性催化劑與堿土金屬 化合物發(fā)生消解反應(yīng)、并使消解后形成的可溶性催化劑被煤吸附；
[0031] S3、將含有可溶性催化劑的水溶液輸送到反應(yīng)器中，并使反應(yīng)器保持在第二預(yù)定 溫度，恒溫第二預(yù)定時間，進(jìn)行催化劑二次負(fù)載；
[0032] S4、將負(fù)載有催化劑的煤、以及灰渣進(jìn)行干燥。
[0033] 本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑回收及負(fù)載方法，將含有不溶性催化劑的灰渣、堿土 金屬化合物、煤、水一起加入到反應(yīng)器中，在第一預(yù)定溫度下恒溫第一預(yù)定時間，從而使灰 渣中的不溶性催化劑與堿土金屬化合物發(fā)生消解反應(yīng)，使堿土金屬離子從不溶性催化劑中 將催化劑的堿金屬離子置換出來，并且被置換出來的可溶性催化劑堿金屬離子迅速被煤吸 附，從而使消解反應(yīng)平衡更有利于向堿金屬離子置換的方向進(jìn)行；并且，在第一預(yù)定溫度條 件下，能夠促使煤表面含氧官能團(tuán)的增加，有效地增加了催化劑堿金屬離子在煤上負(fù)載的 活性位點(diǎn)，大大提高了負(fù)載效率。此外，堿土金屬化合物能夠與煤中的礦物質(zhì)相發(fā)生反應(yīng)， 避免了煤催化氣化過程中催化劑與煤中礦物質(zhì)的結(jié)合，起到了鈍化作用，從而有效地防止 了催化劑因生成不溶性催化劑而失活。
[0034] 消解反應(yīng)結(jié)束后，將含有可溶性催化劑的水溶液輸送到反應(yīng)器中，并保持在第二 預(yù)定溫度下恒溫第二預(yù)定時間，能夠促使煤中閉孔的打開以及促進(jìn)催化劑進(jìn)入煤中的微 孔，從而有效地提高了催化劑的負(fù)載效率及分散性能，實(shí)現(xiàn)了催化劑的二次負(fù)載。
[0035] 也就是說，本發(fā)明實(shí)施例同時實(shí)現(xiàn)了催化劑的負(fù)載及催化劑的回收，相對于現(xiàn)有 技術(shù)中分別進(jìn)行催化劑負(fù)載工藝與催化劑回收工藝而言，工藝較為簡單；工藝過程中充分 利用催化劑回收工藝中的水熱條件，提高了催化劑的負(fù)載效率及分散性，并充分利用催化 劑回收工藝中的消解劑堿土金屬化合物，堿化了煤中的礦物質(zhì)，有效地防止了煤催化氣化 過程中催化劑的失活。
[0036] 需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所述的不溶性催化劑是指在煤催化氣化過程中， 礦物質(zhì)與催化劑形成的沒有催化活性的、不溶于水的物質(zhì)，比如鉀系催化劑與礦物質(zhì)反應(yīng) 生成不溶性的含鉀化合物。
[0037] 具體地，步驟S1中所述的將含有催化劑的氣化渣浸入水中具體包括：將氣化后含 有催化劑的高溫氣化渣浸入水中淬冷，其中，該步驟中含有催化劑的氣化渣與水的質(zhì)量之 比為 1:1 ?5,優(yōu)選為 1 :2 ?4,比如可以為 1:1、1:2、1:2. 5、1:3、1:3. 5、1:4、1:5。
[0038] 這樣，當(dāng)煤催化氣化過程結(jié)束后，可以使高溫氣化渣直接進(jìn)入本發(fā)明實(shí)施例提供 的催化劑回收及負(fù)載工藝，并且，控制該步驟中水量的使用，即在能夠洗滌掉可溶性催化劑 的情況下，盡量減少水的使用，以利于后續(xù)步驟的干燥。具體地，煤催化氣化過程結(jié)束后，煤 氣化漁的溫度一般為200?300°C，浸入的水的溫度一般為常溫25°C左右。
[0039] 步驟S2中所述的堿土金屬化合物與含有不溶性催化劑的灰渣是按預(yù)定比例添加 的，以使堿土金屬化合物與含有不溶性催化劑的灰渣中的不溶性催化劑充分發(fā)生消解反 應(yīng)。當(dāng)煤催化氣化工藝中所使用的煤的種類、催化劑類型、催化氣化條件確定后，煤催化氣 化結(jié)束后灰渣中的不溶性催化劑的含量是確定的，根據(jù)灰渣中不溶性催化劑的含量，可以 計(jì)算出使用堿土金屬化合物將這些不溶性催化劑中的堿金屬催化劑充分消解所需的堿土 金屬化合物的摩爾量。例如，堿土金屬化合物的金屬離子與含有不溶性催化劑的灰渣中的 不溶性催化劑的金屬離子的摩爾之比可以為1:0. 25?0. 5,比如1:0. 25、1:0. 3、1:0. 35、 1:0. 4、1:0. 45、1:0. 5。
[0040] 具體地，對于含有不溶性催化劑的灰渣中不溶性催化劑含量的測定為現(xiàn)有技術(shù)， 本發(fā)明對此不作詳細(xì)介紹，例如可以取一定質(zhì)量的含有不溶性催化劑的灰渣，將其用高氯 酸熔融，然后通過離子色譜測得不溶性催化劑中金屬離子的含量。
[0041] 步驟S2中，所添加的含有不溶性催化劑的灰渣與煤的質(zhì)量比應(yīng)當(dāng)小于等于1:2， 也就是說，添加的含有不溶性催化劑的灰渣的質(zhì)量不能超過煤的質(zhì)量的一半，比如可以為 1:2、1:2· 5、1:3、1:3· 5、1:4、1:5、1:6 等。
[0042] 步驟S2中，含有不溶性催化劑的灰渣、堿土金屬化合物和煤的總質(zhì)量與水的質(zhì)量 之比為 1:1 ?10,優(yōu)選為 1:2 ?5,比如可以為 1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、 1:10。也就是說，步驟S2中所添加的固體物料與水的質(zhì)量之比為1:1?10,從而使添加的 水量既能滿足消解反應(yīng)的需求，又有利于后續(xù)步驟的干燥。
[0043] 具體地，所述堿土金屬化合物可以為堿土金屬的氫氧化物或鹽，比如優(yōu)選為氫氧 化鈣、氧化鈣、醋酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂中的至少一種。
[0044] 例如，催化劑為K2C03，煤催化氣化過程中，K+能夠與煤中的礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成 不溶性催化劑，比如硅鋁酸鉀；消解劑堿土金屬化合物為Ca(0H) 2，此時，Ca2+可以通過消解 反應(yīng)從不溶性催化劑中將K+置換出來，置換出的K+迅速被煤吸收，使得消解過程平衡更有 利于向K+解析的方向進(jìn)行，而且在第一預(yù)定溫度下能夠促進(jìn)煤表面含氧官能團(tuán)的增加；同 時，一些S0 32'S0,能夠與Ca2+反應(yīng)生成不溶性物質(zhì)，從而更有利于K+從不溶性催化劑中的 解析過程和解析出的K+在煤上的吸附；并且，Ca 2+還可以優(yōu)先于K+與煤中的礦物質(zhì)進(jìn)行反 應(yīng)，從而阻止了煤催化氣化過程中K+與煤中的礦物質(zhì)的結(jié)合，起到了鈍化作用，可以有效地 防止催化劑失活。
[0045] 需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，催化劑還可以是其他的堿金屬化合物，比如 Na2C03、Na0H、K0H等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況具體選擇，本發(fā)明對比不作限定。
[0046] 步驟S2中第一預(yù)定溫度與第一預(yù)定時間的設(shè)定，主要在于保證灰渣中的不溶性 催化劑與堿土金屬化合物充分發(fā)生消解反應(yīng)，例如第一預(yù)定溫度可以為1〇〇?400°C，t匕 如1001：、1501：、2001：、2501：、3001：、3501：或 4001：;第一預(yù)定時間可以為0.5?411，比如 0· 5h、lh、l. 5h、2h、2. 5h、3h、3. 5h 或 4h。
[0047] 步驟S3中第二預(yù)定溫度與第二預(yù)定時間的設(shè)定，主要在于保證可溶性催化劑 充分附著在煤上，以實(shí)現(xiàn)催化劑的二次負(fù)載，例如第二預(yù)定溫度可以為20?400°C，比如 20°〇、601：、1001：、1501：、2001：、2501：、3001：、3501：或4001： ;第二預(yù)定時間可以為0.5? 4h，比如 0· 5h、lh、l. 5h、2h、2. 5h、3h、3. 5h 或 4h。
[0048] 需要說明的是，步驟S3中，可以按照煤催化氣化工藝中催化劑的負(fù)載量，控制輸 入到反應(yīng)器中的含有可溶性催化劑的水溶液的體積或質(zhì)量，也可以控制第二預(yù)定溫度或第 二預(yù)定時間，以使煤表面負(fù)載所需的催化劑濃度，從而完成催化劑的回收與負(fù)載。
[0049] 步驟S3在第二預(yù)定溫度下進(jìn)行，因而反應(yīng)器中會產(chǎn)生大量的水蒸氣，因此，在步 驟S4之前，所述方法還可以包括：打開反應(yīng)器的旁路，通過閃蒸將水蒸汽釋放出來。
[0050] 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明實(shí)施例中，將含有催化劑的氣化渣淬冷之后得到的水渣漿 進(jìn)行分離，分離后的灰渣與堿土金屬化合物、煤以及水在反應(yīng)器中進(jìn)行消解反應(yīng)，從而將不 溶性催化劑中催化劑進(jìn)行再生回收并使其負(fù)載在煤上，并且，再將分離后的含有可溶性催 化劑的水溶液輸入到反應(yīng)器中進(jìn)行催化劑的二次負(fù)載，這樣，催化劑得到了最大限度的回 收再利用。
[0051] 本發(fā)明實(shí)施例中，消解劑堿土金屬化合物的加入有效地防止了煤催化氣化過程中 堿金屬催化劑因與礦物質(zhì)反應(yīng)而失活，因此，隨著煤催化氣化及本發(fā)明實(shí)施例的催化劑回 收及負(fù)載工藝的循環(huán)進(jìn)行，灰渣中不溶性催化劑的含量逐漸減少，并且可溶性催化劑含量 增加，因此，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)降低第一預(yù)定溫度及第二預(yù)定溫度、和/或縮短第一預(yù) 定時間及第二預(yù)定時間，本發(fā)明對此不作限定。
[0052] 消解劑堿土金屬化合物的加入，使得堿土金屬在灰渣中的含量增加，比如一般會 超過30%，從而有效地提高了灰融溫度，大大降低了煤催化氣化過程中氣化灰的結(jié)渣熔融 情況。另外，由于氣化灰渣已經(jīng)具備抗燒結(jié)性，返灰時也會增加灰融溫度，能夠較好的適應(yīng) 工業(yè)化規(guī)模的氣化操作彈性，比如批次煤的差異性及溫度、壓力的波動等。
[0053] 另外，本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑回收及負(fù)載方法，分離后的灰渣與煤混合，當(dāng)完 成催化劑負(fù)載之后，與煤一起進(jìn)行下一次的煤催化氣化過程，因而該方法存在煤中灰渣的 累積過程，因此，當(dāng)重復(fù)使用本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑回收及負(fù)載方法若干次之后，需要 重新使用傳統(tǒng)的方法對催化劑進(jìn)行回收以及催化劑負(fù)載，然后再重復(fù)使用該方法若干次， 依次類推。
[0054] 需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例對于灰含量較低的煤比較合適，尤其是當(dāng)灰含量低 于15%時，比如0.01、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、 14%或15%。由于灰渣含量逐漸增加，因而，本發(fā)明的方法通常重復(fù)使用3?5次，并且通 ?？刂苹以c煤的質(zhì)量比小于等于1:2,即上述步驟S2中所添加的含有不溶性催化劑的灰 渣與煤的質(zhì)量比應(yīng)當(dāng)小于等于1:2。
[0055] 為了詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑回收及負(fù)載方法及該方法的優(yōu)勢，下面 使用對比例及具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0056] 對比例
[0057] 催化劑回收：將氣化爐排出的含催化劑的氣化渣經(jīng)過淬火水洗后，和Ca (0H) 2進(jìn)行 接觸反應(yīng)，即消解反應(yīng)；生成物進(jìn)一步與C02接觸并反應(yīng)，脫除殘余的C0 2與生成氣之后，進(jìn) 行渣液分離，獲得催化劑水溶液；分離后的灰渣經(jīng)過水洗，獲得含少量催化劑的稀溶液。催 化劑水溶液及含少量催化劑的稀溶液進(jìn)行濃縮干燥，得到催化劑K 2C03。
[0058] 催化劑負(fù)載：將10g上述催化劑回收過程得到的K2C03放入100g水中溶解，將100g 煤加入溶液中，攪拌2小時，放入烘箱在120°C下干燥12h。取樣備用。
[0059] 實(shí)施例1
[0060] 可溶性催化劑回收：將30g灰渣（經(jīng)分析，灰渣中K+含量相當(dāng)于10gK2C03中K+含 量）先用100ml水洗，得到的含有可溶性K+催化劑的水洗液備用。
[0061] 不溶性催化劑回收及催化劑負(fù)載：將lOOg煤和水洗后的灰渣一起放入150g水中， 連同配置好的10gCa(0H) 2的100ml的懸濁液倒入反應(yīng)釜中，加熱至300°C，攪拌，恒溫2h。
[0062] 可溶性催化劑水熱浸漬負(fù)載：將含有可溶性K+催化劑的90?100ml水洗液放入 上述反應(yīng)釜中，升溫至180°C，水熱條件下進(jìn)行催化劑浸漬負(fù)載，恒溫0. 5h，浸漬完成后將 煤放入烘箱在120°C下干燥12h。取樣備用。
[0063] 實(shí)施例2
[0064] 可溶性催化劑回收：將30g灰渣（經(jīng)分析，灰渣中K+含量相當(dāng)于10gK2C0 3中K+含 量）先用150ml水洗，得到的含有可溶性K+催化劑的水洗液備用。
[0065] 不溶性催化劑回收及催化劑負(fù)載：將100g煤和水洗后的灰渣一起放入150g水中， 連同配置好的10gCa(0H) 2的100ml的懸池液倒入反應(yīng)荃中，加熱至400°C，攪拌，恒溫lh。
[0066] 可溶性催化劑常溫浸漬負(fù)載：將含有可溶性K+催化劑的90?100ml水洗液放入 上述反應(yīng)釜中，常溫20°C下攪拌4h，然后將煤放入烘箱在120°C下干燥12h。取樣備用。
[0067] 實(shí)施例3
[0068] 可溶性催化劑回收：將30g灰渣（經(jīng)分析，灰渣中K+含量相當(dāng)于10gK2C0 3中K+含 量）先用l〇〇ml水洗，得到的含有可溶性K+催化劑的水洗液備用。
[0069] 不溶性催化劑回收及催化劑負(fù)載：將100g煤和水洗后的灰渣一起放入150g水中， 連同配置好的8gCa(0H) 2和3. 6gCaS04100ml的懸濁液倒入反應(yīng)釜中，加熱至200°C，攪拌， 恒溫4h。
[0070] 可溶性催化劑常溫浸漬負(fù)載：將含有可溶性K+催化劑的90?100ml水洗液放入 上述反應(yīng)釜中，常溫25°C下攪拌lh，然后將煤放入烘箱在120°C下干燥12h。取樣備用。
[0071] 實(shí)施例4
[0072] 可溶性催化劑回收：將30g灰渣（經(jīng)分析，灰渣中K+含量相當(dāng)于10gK2C0 3中K+含 量）先用l〇〇ml水洗，得到的含有可溶性K+催化劑的水洗液備用。
[0073] 不溶性催化劑回收及催化劑負(fù)載：將100g煤和水洗后的灰渣一起放入150g水中， 連同配置好的7. 6gCa0的100ml的懸濁液倒入反應(yīng)釜中，加熱至300°C，攪拌，恒溫2h。
[0074] 可溶性催化劑水熱浸漬負(fù)載：將含有可溶性K+催化劑的90?100ml水洗液放入 上述反應(yīng)釜中，升溫至300°C，水熱條件下進(jìn)行催化劑浸漬負(fù)載，恒溫0. 5h，浸漬完成后將 煤放入烘箱在120°C下干燥12h。取樣備用。
[0075] 實(shí)施例5
[0076] 可溶性催化劑回收：將30g灰渣（經(jīng)分析，灰渣中K+含量相當(dāng)于10gK2C0 3中K+含 量）先用50ml水洗，得到的含有可溶性K+催化劑的水洗液備用。
[0077] 不溶性催化劑回收及催化劑負(fù)載：將100g煤和水洗后的灰渣一起放入150g水中， 連同配置好的7. 9gMg(0H)2的100ml的懸濁液倒入反應(yīng)釜中，加熱至100°C，攪拌，恒溫3h。
[0078] 可溶性催化劑水熱浸漬負(fù)載：將含有可溶性K+催化劑的40?50ml水洗液放入上 述反應(yīng)釜中，升溫至400°C，水熱條件下進(jìn)行催化劑浸漬負(fù)載，恒溫0. 5h，浸漬完成后將煤 放入烘箱在120°C下干燥12h。取樣備用。
[0079] 性能分析
[0080] 分別使用煤樣1和煤樣2進(jìn)行上述的對比例和實(shí)施例1?5所示的實(shí)驗(yàn)，然后分別 將6組煤樣品進(jìn)行制焦、氣化，為方便評價結(jié)果的比對，所有樣品統(tǒng)一在如下條件下進(jìn)行， 此條件僅是為了更好的闡述本發(fā)明，并不作為本發(fā)明的限制。
[0081] 制焦條件：700°C常壓N2氣氛保持lh ;
[0082] 氣化條件：10g 煤樣品 3. 5MPa、700°C、N2300ml/min、H200. 5ml/min ;反應(yīng)保持 2h 后 結(jié)束。
[0083] 對反應(yīng)生成的氣體進(jìn)行分析，得到的分析數(shù)據(jù)如表1 :
[0084] 表 1
[0085]

【權(quán)利要求】
1. 一種催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，包括步驟： 1) 將含有催化劑的氣化渣進(jìn)行水洗，得到含有可溶性催化劑的水溶液、以及含有不溶 性催化劑的灰渣； 2) 將所述含有不溶性催化劑的灰渣、堿土金屬化合物、煤、水加入到反應(yīng)器中；將所述 反應(yīng)器保持在第一預(yù)定溫度，恒溫第一預(yù)定時間，以使所述灰渣中的不溶性催化劑與所述 堿土金屬化合物發(fā)生消解反應(yīng)、并使消解后形成的可溶性催化劑被所述煤吸附； 3) 將所述含有可溶性催化劑的水溶液輸送到所述反應(yīng)器中，并使所述反應(yīng)器保持在第 二預(yù)定溫度，恒溫第二預(yù)定時間，進(jìn)行催化劑二次負(fù)載； 4) 將負(fù)載有催化劑的所述煤、以及灰渣進(jìn)行干燥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，步驟1)所述的將含有 催化劑的氣化渣進(jìn)行水洗具體包括： 將氣化后含有催化劑的高溫氣化渣浸入水中淬冷，其中，所述含有催化劑的氣化渣與 水的質(zhì)量之比為1:1?5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，步驟2)所述堿土金屬 化合物與所述含有不溶性催化劑的灰渣按預(yù)定比例添加，以使所述堿土金屬化合物與所述 含有不溶性催化劑的灰渣中的不溶性催化劑充分發(fā)生消解反應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，所述堿土金屬化合物 的金屬離子與所述含有不溶性催化劑的灰渣中的不溶性催化劑的金屬離子的摩爾之比為 1:0. 25 ?0. 5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，步驟2)中，所述含有不 溶性催化劑的灰渣與所述煤的質(zhì)量比小于等于1:2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，步驟2)中，所述含有不 溶性催化劑的灰渣、所述堿土金屬化合物和所述煤的總質(zhì)量與所述水的質(zhì)量之比為1:1? 10。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，所述煤的 灰含量低于15%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，所述堿土 金屬化合物為氫氧化鈣、氧化鈣、醋酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，所述第一 預(yù)定溫度為100?400°C，所述第一預(yù)定時間為0. 5?4h。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的催化劑回收及負(fù)載方法，其特征在于，所述第 二預(yù)定溫度為20?40(TC，所述第二預(yù)定時間為0. 5?4h。
【文檔編號】B01J38/48GK104043485SQ201410251387
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】陳兆輝, 劉雷, 裴增楷, 李克忠, 鄭巖, 畢繼誠 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司