[发明专利]一种预防催化气化气化炉结渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预防催化气化气化炉结渣的方法。

背景技术

在全球经济迅速发展的今天，石油供需矛盾日益突出，我国石油进口依存度越来越高，已严重威胁到我国能源安全和经济建设。寻求新的替代能源势在必行，煤化工越来越显示出优势。煤炭气化已经有二百多年的历史。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内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，其目的在于提供一种防止催化气化气化炉结渣的方法，该方法简单实用，可以根据需要调节加入水洗渣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。

一种预防催化气化气化炉结渣的方法，它以高负载催化剂的易结渣煤为原料，掺入自身的水洗渣混合而成样品，样品中高负载催化剂的易结渣煤含量为80-95wt％，水洗渣含量为5-20wt％(质量百分比),制备好的样品在流化床内进行气化。

如上所述的高负载催化剂的易结渣煤中催化剂负载量为8-20wt％，其烧结温度在700℃以下。

如上所述的易结渣煤为煤灰熔点温度小于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3-4 MPa，停留时间为1-3h，水蒸气气氛。

负载催化剂煤的灰渣中也含有大量的Si、Al等耐熔物质，同时也富含K、Ca、Fe等助熔物质，若灰渣经水洗处理后，可以使煤灰中的大部分K、Ca等助熔物质去除，从而使SiO₂和Al₂O₃发生富集。把水洗后的灰渣添加到原煤中，使原煤灰的化学成分和矿物组成发生改变，从而使高负载催化剂煤的烧结温度超过炉内的操作温度，预防了结渣。

本发明有如下优点：

(1)自身煤种解决自身的结渣问题，不需要添加外来的其它物质。(1)灰渣的重复利用。(3)添加的水洗灰渣对高负载催化剂煤的碳转化率，催化剂回收率不会造成很大影响。(4)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％的水洗渣后的气化渣。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％的水洗渣后的气化渣。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：