一種煤催化氣化工藝的原料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種煤催化氣化工藝的原料的制備方法，所述方法包括：在負(fù)載催化劑前，使用次氯酸鹽或氯酸鹽水溶液作為氧化劑，并使所述次氯酸鹽或氯酸鹽水溶液與煤顆?；旌弦允姑侯w粒預(yù)氧化；然后通過(guò)將其浸漬于作為催化劑的堿金屬、堿土金屬及過(guò)渡金屬的鹽的水溶液中，完成催化劑的負(fù)載，得到所述原料。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的使用空氣預(yù)氧化的方法，本發(fā)明能夠提高催化劑的負(fù)載效率和分散性，能夠很好地提高碳轉(zhuǎn)化率和甲烷收率并且能夠減少熱量損失和減少CO2的產(chǎn)生和釋放。
【專利說(shuō)明】一種煤催化氣化工藝的原料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣化工藝所使用的原料的制備方法，具體地，涉及一種煤催化氣化工藝的原料的制備方法 。
【背景技術(shù)】
[0002]煤是一種具有多種污染物質(zhì)的化石能源，直接燃燒利用效率低，污染環(huán)境。煤氣化技術(shù)是煤清潔利用的重要途徑，其中煤催化氣化技術(shù)由于具有反應(yīng)溫度低，氣化效率高，產(chǎn)品組成好，成為眾多氣化技術(shù)中最具有前途的煤清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)。
[0003]煤催化氣化是指催化劑與煤的顆粒通過(guò)一定比例混合，煤表面分布的催化劑通過(guò)侵蝕開(kāi)槽作用，形成催化活性位，使煤與氣化劑更好的接觸并加快氣化反應(yīng)。由于煤催化氣化屬于多相催化反應(yīng)，反應(yīng)發(fā)生在催化劑表面，所以催化劑在煤表面的負(fù)載率和分散性決定了氣化反應(yīng)速率，這是大規(guī)模生產(chǎn)的瓶頸。
[0004]一般技術(shù)采用干混或普通浸潰法負(fù)載氣化催化劑，比如專利CN101319151A采用干混法負(fù)載催化劑來(lái)制備催化氣化原料；Lee等人的Fuel (1995.74.1387)利用浸潰法負(fù)載氣化催化劑來(lái)制備催化氣化原料。
[0005]如若催化劑以物理方式與煤結(jié)構(gòu)結(jié)合，則其催化活性較低。而催化劑與煤質(zhì)以化學(xué)形式結(jié)合，則展現(xiàn)出更高的催化活性。催化劑金屬陽(yáng)離子在煤結(jié)構(gòu)上的化學(xué)吸附與煤質(zhì)表面含氧官能團(tuán)，如羧基、酚羥基等密切相關(guān)。低階煤種如褐煤，表面含較多酸性官能團(tuán)，催化劑的高效均一分散較易進(jìn)行；而較高階煤種如煙煤、次煙煤、無(wú)煙煤、石油焦等，表面含氧官能團(tuán)較少，無(wú)法與催化劑進(jìn)行高效的離子交換，催化劑的高效均一分散較難實(shí)現(xiàn)。
[0006]專利US1599932采用空氣對(duì)煤進(jìn)行預(yù)氧化，能夠提高催化劑的有效負(fù)載和氣化反應(yīng)速率。盡管空氣預(yù)氧化法有很大的優(yōu)勢(shì)，但是空氣預(yù)氧化存在碳損失的嚴(yán)重問(wèn)題，不僅使得煤損失增大了成本，還增加了溫室氣體的釋放，不符合低碳利用的理念。
[0007]專利US 4407206涉及一種煤的部分燃燒工藝，提出將煤粉在流化床中利用空氣進(jìn)行預(yù)氧化，溫度控制在200°C，預(yù)氧化24小時(shí)后將煤粉與醋酸鈣的水溶液進(jìn)行混合，干燥后進(jìn)入部分燃燒裝置中進(jìn)行反應(yīng)。其預(yù)氧化時(shí)間長(zhǎng)，需兩到三天，且煤的熱值損失較大，約為20~30%。
[0008]綜上所述，對(duì)于較高階煤種應(yīng)該在負(fù)載催化劑前進(jìn)行預(yù)氧化提高煤表面含氧官能團(tuán)，從而提高催化劑的負(fù)載效率和分散性。現(xiàn)有的預(yù)氧化技術(shù)普遍采用空氣氧化法，具有熱量損失嚴(yán)重和產(chǎn)生大量CO2的缺點(diǎn)，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益還是環(huán)境要求，都具有一定的局限性。針對(duì)這一現(xiàn)狀，非常有必要開(kāi)發(fā)一種用于對(duì)較高階煤種進(jìn)行預(yù)氧化的方法，以提高煤表面含氧官能團(tuán)，從而提高催化劑的負(fù)載效率和分散性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種用于使較高階煤種在負(fù)載催化劑前進(jìn)行預(yù)氧化以提高煤表面含氧官能團(tuán)，從而提高催化劑的負(fù)載效率和分散性的方法。[0010]為此，本發(fā)明提供如下的幾個(gè)方面:
[0011]〈I〉.一種煤催化氣化工藝的原料的制備方法，所述方法包括:
[0012]預(yù)氧化步驟:用次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液作為氧化劑，并使所述氧化劑與煤顆?；旌希?br> [0013]負(fù)載催化劑步驟:將預(yù)氧化后的煤顆粒浸潰于催化劑溶液中，以制得所述原料。
[0014]〈2〉.根據(jù)〈1>所述的方法，所述次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液的濃度為I質(zhì)量％ -10質(zhì)量％，并且每I毫升次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液中浸潰0.5-2克煤顆粒。
[0015]〈3〉.根據(jù)〈1>或〈2>所述的方法，所述次氯酸鹽或氯酸鹽是以下各種鹽中的至少一種:次氯酸鈉、次氯酸鈣、次氯酸鋰、氯酸鉀、氯酸鈉、氯酸鎂，優(yōu)選是次氯酸鈉。
[0016]〈4〉.根據(jù)〈1>至〈3>中任一項(xiàng)所述的方法，所述催化劑溶液為含有堿金屬、堿土金屬或過(guò)渡金屬的鹽溶液，優(yōu)選鉀鹽、鈣鹽、鈉鹽、鋰鹽、鐵鹽和/或鎳鹽的水溶液。
[0017]〈5〉.根據(jù)〈1>至〈4>中任一項(xiàng)所述的方法，所述氧化劑為甲苯二異氰酸酯生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢堿液，所述催化劑溶液為堿法制漿排出的造紙黑液。
[0018]〈6〉.根據(jù)〈1>至〈5>中任一項(xiàng)所述的方法，所述氧化劑為次氯酸鈉水溶液，所述催化劑為碳酸鉀。
[0019]〈7〉.根據(jù)〈1>至〈6>中任一項(xiàng)所述的方法，所述預(yù)氧化步驟還包括:將煤顆粒與氧化劑混合之后，用酸調(diào)節(jié)pH值至5-6，得到浸有預(yù)氧化后的煤顆粒的酸性溶液。
[0020]〈8〉.根據(jù)〈1`>至〈7>中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括:將所述酸性溶液用堿調(diào)節(jié)PH值至9-10，得到浸有離子交換后的煤顆粒的堿性溶液。
[0021]〈9〉.根據(jù)〈1>至〈8>中任一項(xiàng)所述的方法，所述酸為鹽酸，所述堿為氨水。
[0022]〈10〉.根據(jù)〈1>至〈9>中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括:對(duì)經(jīng)離子交換后的煤顆粒進(jìn)行水洗，以得到含有氯化銨的水洗液。
[0023]〈11〉.根據(jù)〈1>至〈10>中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述負(fù)載催化劑步驟之后還包括將所述經(jīng)預(yù)氧化處理的負(fù)載有催化劑的煤顆粒進(jìn)行加熱的干燥步驟。
[0024]本發(fā)明通過(guò)次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液作為氧化劑的預(yù)氧化步驟組合使用負(fù)載催化劑步驟，克服了空氣預(yù)氧化法中由于低溫自燃而導(dǎo)致的煤熱量的損失，減少了 CO2的產(chǎn)生和釋放。
[0025]此外，本發(fā)明在上述改進(jìn)的基礎(chǔ)上通過(guò)酸調(diào)pH值提高次氯酸鹽或氯酸鹽的氧化作用，或者進(jìn)一步通過(guò)堿調(diào)PH值以避免酸調(diào)過(guò)程中引入的陰離子對(duì)氣化反應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)面影響，增強(qiáng)陽(yáng)離子與煤表面官能團(tuán)的離子交換能力，從而能夠進(jìn)一步提高煤催化氣化工藝的碳轉(zhuǎn)化率和甲烷收率。例如，在使用次氯酸鈉作為氧化劑，然后使用鹽酸進(jìn)行酸調(diào)的情況下，進(jìn)一步使用氨水調(diào)PH值，可以充分利用氨水去除氯離子，而避免了氯離子對(duì)后續(xù)工藝的影響，增強(qiáng)鈉離子與煤表面官能團(tuán)的離子交換能力，同時(shí)可以得到含有氯化銨的副產(chǎn)物，可以作為生產(chǎn)化肥的原料，從而使得煤催化氣化工藝的工業(yè)價(jià)值得到進(jìn)一步的提高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是使較高階煤種進(jìn)行預(yù)氧化和負(fù)載催化劑的流程框圖。
[0027]圖2是本發(fā)明的結(jié)合使用了酸調(diào)和堿調(diào)的情況下使較高階煤種進(jìn)行預(yù)氧化和負(fù)載催化劑的流程框圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0028]術(shù)語(yǔ)定義
[0029]在本發(fā)明中所述的“原料”是指:煤發(fā)生催化氣化反應(yīng)所需的負(fù)載有催化劑的含碳物料，或指進(jìn)入供煤發(fā)生催化氣化反應(yīng)的裝置的負(fù)載有催化劑的含碳物料，其可以是經(jīng)過(guò)干燥或未經(jīng)干燥的含碳物料。
[0030]在本發(fā)明中所述的煤均為較高階煤種。所述的“較高階煤種”是指煤化程度較高，煤表面含有較少的含氧官能團(tuán)的煤種。
[0031]在本發(fā)明中所提及的術(shù)語(yǔ)“催化劑有效負(fù)載量”是指催化劑在煤表面上通過(guò)化學(xué)吸附的方式負(fù)載的數(shù)量。
[0032]在本文中，碳酸鉀負(fù)載量是指碳酸鉀的質(zhì)量與碳酸鉀質(zhì)量加上煤炭的質(zhì)量總和之比；碳轉(zhuǎn)化率是指煤氣化后氣體中所含碳的質(zhì)量占?xì)饣懊褐兴假|(zhì)量的百分含量；而甲烷產(chǎn)率是指產(chǎn)生的甲烷的體積(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的立方米數(shù))與原料中碳質(zhì)量之比。
[0033]本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種煤催化氣化工藝的原料的制備方法，所述方法包括:
[0034]預(yù)氧化步驟:用次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液作為氧化劑，并使所述氧化劑與煤顆?；旌?；
[0035]負(fù)載催化劑步驟:將預(yù)氧化后的煤顆粒浸潰于催化劑溶液中，以得到所述的原料。
[0036]即，本發(fā)明是提供一種用于使較高階煤種在負(fù)載催化劑前進(jìn)行預(yù)氧化以提高煤表面含氧官能團(tuán)，從而提高催化劑的負(fù)載效率和分散性的方法。所述方法是使用次氯酸鹽或氯酸鹽代替現(xiàn)有技術(shù)中的空氣對(duì)煤進(jìn)行預(yù)氧化的方法。如附圖1所示，其主要包括:采用次氯酸鹽或氯酸鹽作為氧化劑，并使其與煤顆?；旌弦允姑侯w粒預(yù)氧化，然后通過(guò)將其浸潰于催化劑溶液中，然后任選地在升高的溫度下進(jìn)行干燥，從而得到一種負(fù)載催化劑的煤，即煤催化氣化工藝的原料。
[0037]在本發(fā)明中，所述的煤顆粒的粒度沒(méi)有特別的限制。為了使煤與氧化劑更好地接觸，可將其粒度的目數(shù)控制在20目-160目。
[0038]在預(yù)氧化步驟中，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠判斷煤顆粒與氧化劑接觸的時(shí)間長(zhǎng)度，該時(shí)間長(zhǎng)度在本發(fā)明中沒(méi)有特別限制。但是，出于工藝的生產(chǎn)效率考慮，優(yōu)選地，加入氧化劑后的停留時(shí)間為0.5-12小時(shí)，更優(yōu)選3-6小時(shí)。
[0039]在負(fù)載催化劑步驟中，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠判斷負(fù)載停留時(shí)間的長(zhǎng)度，在本發(fā)明中沒(méi)有特別限制。但是，出于工藝的生產(chǎn)效率考慮，優(yōu)選停留時(shí)間為0.5-6小時(shí)，更優(yōu)選2-4小時(shí)。
[0040]本發(fā)明中使用的次氯酸鹽或氯酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，其實(shí)例包括但不限于，次氯酸鈉、次氯酸鈣、次氯酸鋰、氯酸鉀、氯酸鈉、氯酸鎂等，更優(yōu)選使用次氯酸鹽，尤其優(yōu)選使用次氯酸鈉。
[0041]值得指出的是，次氯酸鹽或氯酸鹽通常是以水溶液形式使用的。而且，通常地，所述次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液的濃度為I質(zhì)量％ -10質(zhì)量％，所述煤顆粒以每I毫升上述濃度的次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液中浸潰0.5-2克，優(yōu)選1-1.5克的量進(jìn)行浸潰，條件是煤顆粒應(yīng)當(dāng)被次氯酸鹽或氯酸鹽水溶液浸沒(méi)。[0042]在不受任何理論的束縛的情況下，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為所述次氯酸鹽或氯酸鹽能夠氧化煤結(jié)構(gòu)中芳香環(huán)，增加含氧官能團(tuán)數(shù)量，提高離子交換位點(diǎn)，增加催化劑的有效負(fù)載量，從而提高煤氣化效率。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，次氯酸鹽或氯酸鹽中的金屬陽(yáng)離子是一種良好的催化氣化催化劑，尤其是次氯酸鈉含有的鈉離子。
[0043]進(jìn)一步地，本發(fā)明可以通過(guò)酸調(diào)pH值來(lái)進(jìn)一步提高次氯酸鹽或氯酸鹽的氧化作用。酸調(diào)是指降低溶液的PH值，在酸性條件下次氯酸鹽及氯酸鹽有更好的氧化作用。因此，在將煤顆粒與氧化劑混合之后，用酸調(diào)節(jié)PH值至5-6，以得到預(yù)氧化后的煤顆粒浸沒(méi)在其中的酸性溶液。所使用的酸的實(shí)例包括鹽酸、溴酸、醋酸(乙酸)、草酸、硝酸等。
[0044]而且，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)在使用酸調(diào)節(jié)pH值以進(jìn)一步提高次氯酸鹽或氯酸鹽的氧化作用之后，還可以進(jìn)行堿調(diào)。堿調(diào)是指增加溶液的PH值，在堿性條件下有利于次氯酸鹽或氯酸鹽的陽(yáng)離子，比如Na離子與煤表面官能團(tuán)進(jìn)行離子交換。通常地，所得到的酸性溶液進(jìn)一步用堿調(diào)節(jié)其PH值至9-10。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，預(yù)氧化過(guò)程通過(guò)這樣的酸調(diào)pH值，或者通過(guò)酸調(diào)PH值與堿調(diào)pH值的結(jié)合，能夠進(jìn)一步改進(jìn)煤氣化工藝中的碳轉(zhuǎn)化率和甲烷收率。
[0045]例如，在使用鹽酸進(jìn)行酸調(diào)節(jié)的情況下，通常需要進(jìn)一步使用堿調(diào)節(jié)預(yù)氧化過(guò)程的PH值，例如使用氨水進(jìn) 一步調(diào)節(jié)pH值，同時(shí)加入的氨水能夠除去對(duì)催化氣化不利的氯離子。
[0046]值得指出的是，在采用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值之后，通過(guò)用氯化銨溶液及可能的對(duì)應(yīng)的來(lái)自次氯酸鹽或氯酸鹽的金屬陽(yáng)離子的鹽洗滌之后，能夠獲得化肥，或者至少獲得制造含有氯化銨的化肥的原料，這樣有利于提高工業(yè)生產(chǎn)效率，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0047]在預(yù)氧化步驟之后，進(jìn)行負(fù)載催化劑步驟。即，將預(yù)氧化后的煤顆粒浸潰于催化劑溶液中，以得到經(jīng)預(yù)氧化處理的負(fù)載有催化劑的煤顆粒。
[0048]在本發(fā)明中，所述的催化劑可以使用煤氣化領(lǐng)域通常使用的任何催化劑。在本發(fā)明中，通?？梢允褂盟鰤A金屬、堿土金屬及過(guò)渡金屬(在下文中，有時(shí)稱這些金屬為M2)的鹽來(lái)作為催化劑，其實(shí)例包括但不限于，鉀鹽、鈣鹽、鈉鹽、鋰鹽、鐵鹽、鎳鹽等。
[0049]本發(fā)明所述的方法的一個(gè)具體實(shí)施方案是:使50-100克煤顆粒(40-160目)浸泡到50-100毫升體積的質(zhì)量濃度為1% -10%的次氯酸鹽或氯酸鹽水溶液中，浸泡時(shí)間為1-12小時(shí)，干燥后得到預(yù)氧化的煤顆粒，即，一種含有所述次氯酸鹽或氯酸鹽的對(duì)應(yīng)金屬陽(yáng)離子M1的金屬陽(yáng)離子交換煤；然后將得到的含有所述次氯酸鹽或氯酸鹽的對(duì)應(yīng)金屬陽(yáng)離子M1的金屬陽(yáng)離子交換煤浸潰于堿金屬、堿土金屬及過(guò)渡金屬M(fèi)2的鹽的1% -20質(zhì)量％溶液之中，然后在100-150°C進(jìn)行干燥，得到負(fù)載M1-M2催化劑的煤。
[0050]其中M1與M2可以是相同的金屬，也可以是不同的金屬,優(yōu)選是不同的金屬。所述過(guò)渡金屬優(yōu)選是Fe或Ni。
[0051]優(yōu)選地，還可以在將煤顆粒浸泡到次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液之后，先用酸調(diào)節(jié)pH值,例如,加入一定量的稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至弱酸性(pH = 4-6),以提高次氯酸鈉的氧化性能，在室溫下氧化時(shí)間I小時(shí)-6小時(shí)；之后用堿調(diào)節(jié)其pH值，例如，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至9-12，進(jìn)行離子交換，保持1-6小時(shí)，然后進(jìn)行水洗。
[0052]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，使用次氯酸鈉水溶液作為氧化劑,使用鉀鹽作為催化劑，且在酸調(diào)過(guò)程中使用鹽酸進(jìn)行，接著使用氨水進(jìn)行堿調(diào)，同時(shí)充分利用氨除去氯，得到氯化銨，以生產(chǎn)化肥或作為生產(chǎn)含有氯化銨化肥的原料，如圖2所示，在離子交換并水洗之后，可以得到含有氯化銨的化肥原料作為副產(chǎn)物，再進(jìn)一步經(jīng)浸潰法負(fù)載鉀鹽，得到負(fù)載有鈉和鉀的煤顆粒。由于鈉和鉀作為催化劑的協(xié)同作用，使得本工藝中的碳轉(zhuǎn)化率和甲烷收率可以得到更好的改善。
[0053]例如，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，首先將干燥后的100g煤顆粒浸泡到100ml的1% -10%質(zhì)量濃度的次氯酸鈉水溶液中，然后加入一定量的稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至弱酸性(pH = 4-6)，提高次氯酸鈉的氧化性能，在室溫下氧化時(shí)間I小時(shí)-6小時(shí)；之后加入氨水調(diào)節(jié)PH值至9-12，進(jìn)行離子交換，使用碳酸鉀為催化劑，保持1-6小時(shí)，然后進(jìn)行水洗，水洗液為氯化銨及可能含有的鈉鹽溶液，將得到的鈉離子交換煤繼續(xù)浸潰于鈉鹽中，然后在120°C左右進(jìn)行干燥，得到負(fù)載Na-K催化劑的煤。
[0054]此外，在本發(fā)明的方法中，為了降低生產(chǎn)成本，還可以使用一些含有次氯酸根或氯酸根的工業(yè)廢液來(lái)代替本發(fā)明方法中所使用的次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液，采用其它工業(yè)廢液來(lái)代替所述的堿金屬、堿土金屬或過(guò)渡金屬鹽的水溶液，經(jīng)這些廢液處理后的形成的負(fù)載催化劑的煤，也可以獲得非常良好的碳轉(zhuǎn)化率。比如可以采用甲苯二異氰酸酯生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢堿液(即，TDI廢液)替代次氯酸鈉，或者采用造紙黑液替代鉀鹽進(jìn)行試驗(yàn)，也可以獲得良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 TDI廢液和/或造紙黑液的資源化利用。[0055]綜上，在本發(fā)明的方法中利用次氯酸鹽或氯酸鹽的強(qiáng)氧化作用，同時(shí)含有的金屬陽(yáng)離子比如鈉離子又是氣化催化劑，對(duì)氣化反應(yīng)有一定的催化作用，結(jié)合氨水除氯法去掉煤顆粒中的氯離子，避免了氯離子對(duì)氣化反應(yīng)的負(fù)面影響，同時(shí)調(diào)堿后的溶液可以用于生產(chǎn)氯化銨化肥，然后負(fù)載堿金屬、堿土金屬或過(guò)渡金屬鹽催化劑，從而提高煤催化氣化的效率。
[0056]實(shí)施例
[0057]以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)解釋本發(fā)明，作為實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，這些實(shí)施例僅用于進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。除非有另外的說(shuō)明之外，在本說(shuō)明書(shū)中所涉及的百分比濃度均是指質(zhì)量百分比濃度。
[0058]實(shí)施例1
[0059]將質(zhì)量濃度10%的次氯酸鈉水溶液稀釋O和2.5倍得到10%和4%的次氯酸鈉水溶液，將每一種稀釋濃度的次氯酸鈉水溶液稱量100g。將稱量好的2份100g煤顆粒(粒度:40-160目)分別浸泡在上述獲得的2種濃度的次氯酸鈉溶液中放置3小時(shí)，同時(shí)使用未經(jīng)次氯酸鈉溶液預(yù)氧化的等質(zhì)量煤顆粒作為對(duì)照。然后進(jìn)行反復(fù)水洗除氯，抽濾直至用硝酸銀溶液檢驗(yàn)沒(méi)有氯離子存在，干燥后得到預(yù)氧化煤。將稱量好的5g K2CO3放入50ml蒸餾水中，并將干燥后的45g預(yù)氧化煤放進(jìn)，進(jìn)行浸潰，持續(xù)3小時(shí)，然后在120°C左右的溫度下進(jìn)行干燥，得到預(yù)氧化負(fù)載催化劑的煤。將一定量的預(yù)氧化負(fù)載催化劑的煤在固定床700°C、常壓下保持1.5小時(shí)，制備好半焦；取IOg焦炭，在加壓固定床上700°C下進(jìn)行如下所述的氣化，從而得到催化氣化性能指標(biāo):
[0060]取IOg該氣化原料，在壓力為3.5MPa (本文所述的壓力均為絕對(duì)壓力)，初始進(jìn)入水煤比為0.68ml/h/g (水煤比即為水流速/初始煤中碳質(zhì)量的比率)，氮?dú)庖詌OOml/min的流速作為吹送氣，反應(yīng)6小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進(jìn)行組分分析，結(jié)果顯示在下面的表1中。
[0061]表1[0062]
【權(quán)利要求】
1.一種煤催化氣化工藝的原料的制備方法，所述方法包括: 預(yù)氧化步驟:用次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液作為氧化劑，并使所述氧化劑與煤顆?；旌?； 負(fù)載催化劑步驟:將預(yù)氧化后的煤顆粒浸潰于催化劑溶液中，以制得所述原料。
2.權(quán)利要求1所述的方法，所述次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液的濃度為I質(zhì)量％-10質(zhì)量％，并且每I毫升次氯酸鹽或氯酸鹽的水溶液中浸潰0.5-2克煤顆粒。
3.權(quán)利要求1所述的方法，所述次氯酸鹽或氯酸鹽是以下各種鹽中的至少一種:次氯酸鈉、次氯酸鈣、次氯酸鋰、氯酸鉀、氯酸鈉、氯酸鎂，優(yōu)選是次氯酸鈉。
4.權(quán)利要求1所述的方法，所述催化劑溶液為含有堿金屬、堿土金屬或過(guò)渡金屬的鹽的溶液，優(yōu)選鉀鹽、鈣鹽、鈉鹽、鋰鹽、鐵鹽和/或鎳鹽的水溶液。
5.權(quán)利要求1所述的方法，所述氧化劑為甲苯二異氰酸酯生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢堿液，所述催化劑溶液為堿法制漿排出的造紙黑液。
6.權(quán)利要求1所述的方法，所述氧化劑為次氯酸鈉水溶液，所述催化劑為碳酸鉀。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，所述預(yù)氧化步驟還包括:將煤顆粒與氧化劑混合之后，用酸調(diào)節(jié)PH值至5-6，得到浸有預(yù)氧化后的煤顆粒的酸性溶液。
8.權(quán)利要求7所述的方法，所述方法還包括:將所述酸性溶液用堿調(diào)節(jié)pH值至9-10，得到浸有離子交換后的煤顆粒的堿性溶液。`
9.權(quán)利要求8所述的方法，所述酸為鹽酸，所述堿為氨水。
10.權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括:對(duì)經(jīng)離子交換后的煤顆粒進(jìn)行水洗，以得到含有氯化銨的水洗液。
【文檔編號(hào)】C10J3/02GK103509603SQ201210219747
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】陳兆輝, 鄭巖, 李克忠, 武恒, 湛月平, 畢繼誠(chéng), 王會(huì)芳, 劉雷 申請(qǐng)人:新奧科技發(fā)展有限公司