[发明专利]一种使低灰熔点煤用于催化气化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使低灰熔点煤用于催化气化的方法。

背景技术

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，占全世界煤产量的1/4。中国的煤炭资源总量为5.6万亿吨，己探明储量超过一万亿吨，占世界总储量的11%。煤炭是我国分布最广，最为丰富的矿物能源，当今以及未来相当长的一段时间内，煤炭在我国一次性能源的生产和消费中仍占主导地位。

在我国由于以煤为主的能源结构和低效能源利用方式，煤炭的开发和加工利用己经成为环境污染物排放的主要来源。燃煤排放的SO₂占各类污染源总排放量的87%，粉尘占60%，CO和CO₂分别占71%和85%。这种状况严重制约了我国社会和经济的持续发展。发展洁净煤技术、提高煤炭利用率是我国能源发展战略的必然选择。煤炭气化是煤炭转化技术的一个重要部分，是洁净、高效利用煤炭的重要技术之一。通过催化剂催化作用，可降低反应温度、提高反应速度、改善煤气组成、提高热值，引起了人们的广泛关注。根据洁净煤技术的发展方向和世界低碳经济的发展趋势，利用我国资源优势相对较大的煤炭，尤其是褐煤等劣质煤炭通过催化气化生产代用天然气，不仅能促进煤炭的高效、清洁利用，而且以较低的经济代价，有效缓解天然气的供需矛盾，是适合我国国情、化解能源危机并保证能源安全的有效途径。

煤的催化气化是一种降低反应温度、提高反应速率、改善煤气成分的先进气化方法，煤催化气化引入了可以同时催化C-H₂O气化反应、水煤气变换反应和CO/H₂甲烷化反应的催化剂，在较低温度（650-750℃）、较高压力（3.0-4.0MPa）条件下在加压流化床气化炉生成富含甲烷的合成气。在催化气化过程中，需要加入一定量的碱（碱土）盐作为催化剂，这些助熔的碱（碱土）盐催化剂会使煤灰的熔融温度降低，在高温下会加剧煤灰颗粒相互团聚结渣，严重时排渣困难、甚至失流化等，致使反应器难于连续稳定运行。

发明内容

本发明克服了上述技术不足之处，其目的在于使低灰熔点煤用于催化气化的方法。

本发明是以负载催化剂的低灰熔点煤为原料，掺入一定比例的添加剂混合而成为氧化气化用煤。简单实用，可以根据需要调节加入添加剂的量来提高煤灰熔点及烧结温度，满足高负载催化剂的煤在催化气化工艺中的应用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的。

以负载催化剂的低灰熔点煤为原料，将其掺入添加剂混合而成为样品，样品重量百分比组成为负载催化剂的低灰熔点煤含量为90-95%，添加剂的添加量为5-10%，制备好的负载催化剂的样品在流化床内进行气化。

如上所述的负载催化剂的低灰熔点煤中催化剂负载量为8-20wt%。 

如上所述的低灰熔点煤为煤的灰熔点温度小于1200℃的煤样，如王家塔煤，鄂尔多斯煤等。

如上所述的催化剂为碱金属化合物，如K₂CO₃、KOH、Na₂CO₃、Li₂CO₃等。

如上所述的添加剂可以为粘土、高岭土、硅藻土等富含硅铝的物质。

如上所述的气化条件为流化床进行气化公知的条件，反应温度650℃-750℃、反应压力3-4MPa，停留时间为1-3h，水蒸气气氛。

本发明有如下优点：

（1）  解决了易结渣煤种的结渣问题，使其适用于催化气化工艺。

（2）  本发明能广泛适用于煤、生物质（包括垃圾等）等的单独气化或燃烧及煤和生物质的共气化以及催化气化。

附图说明

图1是王家塔煤样负载20% K₂CO₃催化剂气化渣，图2是王家塔煤样负载20% K₂CO₃催化剂添加10%的粘土添加剂后的气化渣，图3是鄂尔多斯煤样负载10% K₂CO₃催化剂气化渣，图4是鄂尔多斯煤样负载10% K₂CO₃催化剂添加8%的粘土添加剂后的气化渣。图5是王家塔煤负载10%K₂CO₃烧结温度的确定图。

具体实施方式