[发明专利]一种煤催化气化灰渣中碱金属催化剂的回收方法

说明书

本发明提供一种煤催化气化灰渣中碱金属催化剂的回收方法，涉及煤催化气化技术领域，可以有效保证碱金属催化剂的总回收率，并可大幅度降低回收过程中的用水量、反应能耗及后续浓缩能耗。该回收方法包括：提供煤催化气化反应后的灰渣，所述灰渣中包含有可溶性碱金属化合物和不可溶性碱金属化合物；将消解剂与所述灰渣加入到水中形成消解混合液，在加热条件下进行消解反应；其中，通过提高所述消解混合液的pH值，和/或通过降低所述消解混合液中的碱金属离子含量，以促进所述消解反应的正向进行。

技术领域

本发明涉及煤催化气化技术领域，尤其涉及一种煤催化气化灰渣中碱金属催化剂的回收方法。

背景技术

由于碱金属催化剂(如钾基催化剂)具有良好的催化活性和甲烷化反应活性，因此广泛应用于煤催化气化领域中。由于其成本较高，因此需要对碱金属催化剂进行回收。

回收过程通常采用水洗回收和消解回收两个环节，以分别回收煤催化气化后的灰渣中残留的可溶性碱金属和不可溶性碱金属。以钾基催化剂为例，灰渣中残留的不可溶性碱金属通常以不溶性硅铝酸钾的形式存在。消解反应是在一定温度、压力下，通过消解剂中的金属离子(如钙离子)与灰渣中不溶性硅铝酸钾中的钾进行离子交换，从而将不可溶性钾置换成可溶性钾离子。

在现有技术中，虽然可以通过水洗和消解相结合的方式有效回收灰渣中的碱金属催化剂，但是水洗和消解的总耗水量较大，两个回收过程的耗水量为灰渣的4～6倍；同时，水洗回收的反应温度通常为60～90℃，消解回收的反应温度通常为180～200℃，总耗能较大。此外，由于水洗和消解回收的耗水量较大，造成催化剂回收液浓度很低，在后续进行浓缩时也需要耗费大量的热能。

因此，现有技术中煤催化气化灰渣中碱金属催化剂回收存在水耗高、能耗高的问题，成为制约碱金属催化剂在工业上更广泛应用的技术瓶颈。

发明内容

鉴于此，为解决现有技术的问题，本发明的实施例提供一种煤催化气化灰渣中碱金属催化剂的回收方法，可以有效保证碱金属催化剂的总回收率，并可大幅度降低回收过程中的用水量、反应能耗及后续浓缩能耗。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种煤催化气化灰渣中碱金属催化剂的回收方法，所述回收方法包括：提供煤催化气化反应后的灰渣，所述灰渣中包含有可溶性碱金属化合物和不可溶性碱金属化合物；将消解剂与所述灰渣加入到水中形成消解混合液，在加热条件下进行消解反应；其中，通过提高所述消解混合液的pH值，和/或通过降低所述消解混合液中的碱金属离子含量，以促进所述消解反应的正向进行。

可选的，所述碱金属催化剂为钾催化剂，所述可溶性碱金属化合物和所述不可溶性碱金属化合物分别为可溶性钾化合物和不可溶性钾化合物；所述消解剂为氢氧化钙和/或氧化钙。

作为一种可选的方式，所述通过降低所述消解混合液中的碱金属离子含量，以促进所述消解反应的正向进行的步骤包括：向所述消解混合液中添加钾离子吸附剂降低所述消解混合液中的钾离子含量，以促进所述消解反应的正向进行。

进一步优选的，所述钾离子吸附剂为沸石分子筛，所述沸石分子筛的加入量与所述可溶性钾化合物中的钾离子的质量比为3:1～5:1。

作为另一种可选的方式，所述通过提高所述消解混合液的pH值，以促进所述消解反应的正向进行的步骤包括：通过调节所述消解剂的加入量提高所述消解混合液的pH值，以促进所述消解反应的正向进行。