一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法技术

本发明专利技术涉及催化气化技术领域，尤其涉及一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法。反应温和，能够提高不可溶性碱金属催化剂的回收效果，降低回收成本。克服了现有技术中不可溶性碱金属催化剂的回收条件苛刻，回收效果低下以及成本较高的缺陷。一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法，包括：将所述催化气化灰渣经水洗后进行固液分离，获得水洗液和水洗残渣，还包括：步骤1)将含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉作为第一原料与氧化钙或者氢氧化钙在水的存在下混合并搅拌均匀，静置使其发生第一反应，获得第一物料；步骤2)将水洗残渣作为第二原料与所述第一物料混合，并在搅拌下使其发生第二反应，获得第二物料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化气化
，尤其涉及一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法。
技术介绍
煤催化气化技术是煤与气化剂在催化剂的存在下发生煤催化气化反应生成富含甲烷的气体的过程，其中，催化剂的加入可以降低反应温度，提高反应速率，提高甲烷的收率，大量研究结果表明：碳酸钾的催化活性最佳，但是，由于其成本较高，在催化气化完成之后需要对煤催化气化产生的灰渣中的催化剂进行回收。煤质不同，所产生的催化气化灰渣中催化剂的存在形式就不同，有些煤质灰分较高，其中铝、硅的含量较高，在煤催化气化过程中，由于气化工艺条件等的影响，所述煤催化气化灰渣中催化剂会以不可溶性碱金属盐的形式存在，例如：硅铝酸钾。在对所述煤催化气化灰渣中碱金属催化剂进行回收时，通常先通过水洗对所述煤催化气化灰渣中的可溶性碱金属盐进行回收，所得到的水洗残渣中碱金属主要以不可溶性盐的形式存在，在现有技术中，在对所述水洗残渣中的可不溶性碱金属催化剂进行回收时，采用消解法进行，具体的，将大量消解剂(氧化钙、氢氧化钙)与水和水洗残渣在消解反应釜中在温度为180℃，压力为0.9MPa下搅拌反应，由于消解剂在水中的溶解度较差，可与硅铝酸钾反应的钙离子较少，因此，在对煤催化气化灰渣中可不溶性碱金属催化剂进行回收的过程中，需要在高温高压下进行，反应条件苛刻，对装置的处理能力要求较高，回收成本较高。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法，反应温和，能够提高不可溶性碱金属催化剂的回收效果，降低回收成本。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：本专利技术实施例提供一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法，包括：将所述催化气化灰渣经水洗后进行固液分离，获得水洗液和水洗残渣，还包括：步骤1)将含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉作为第一原料与氧化钙或者氢氧化钙在水的存在下混合并搅拌均匀，使其发生第一反应，获得第一物料；步骤2)将所述水洗残渣作为第二原料与所述第一物料混合，使其发生第二反应，获得第二物料。可选的，在所述步骤1)之前还包括：检测所述第二原料中钾离子的含量，根据所述第二原料中钾离子的含量确定所述氧化钙或者氢氧化钙的用量，并根据所述氧化钙或者氢氧化钙的用量确定所述第一原料的用量。优选的，所述根据所述第二原料中钾离子的含量确定所述氧化钙或者氢氧化钙的用量具体包括：根据所述第二原料中钾离子的含量以及所述钾离子与所述钙离子发生第二反应的化学计量比，计算氧化钙或者氢氧化钙的用量。进一步优选的，所述根据所述氧化钙或者氢氧化钙的用量确定所述第一原料的用量具体包括：取样检测所述含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉中含氧官能团的含量，并根据所述氧化钙或者氢氧化钙的用量以及所述钙离子和所述含氧官能团发生第一反应的化学计量比，计算所述第一原料的用量。优选的，所述方法还包括：步骤3)将所述第二物料与待催化气化原煤进行混合并搅拌均匀，干燥，获得催化剂负载的催化气化原料；或者，将发生第二反应后的水洗残渣从所述第二物料中分离，获得第三物料，将所述第三物料与待催化气化原煤进行混合并搅拌均匀，干燥，获得催化剂负载的催化气化原料。可选的，所述将所述第二物料与待催化气化原煤进行混合并搅拌均匀之前还包括：取样并将其中发生第二反应后的水洗残渣从所述第二物料中分离，检测所述发生第二反应后的水洗残渣中的钾离子含量，并计算所述水洗残渣中不可溶性碱金属催化剂的回收率。优选的，所述将发生第二反应后的水洗残渣从所述第二物料中分离之后还包括：检测发生第二反应后的水洗残渣中的钾离子含量，计算所述水洗残渣中不可溶性碱金属催化剂的回收率。优选的，所述取样并将其中发生第二反应后的水洗残渣从所述第二物料中分离之后还包括：检测分离所述水洗残渣后的第二物料中的钾离子含量，若所述钾离子与作为第一原料的含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉和所述待催化气化原煤之后的质量比小于2％，则向所述第二物料中补充水洗液或者新的碱金属催化剂。可选的，所述将所述第三物料与待催化气化原煤进行混合并搅拌均匀之前还包括：检测所述第三物料中的钾离子含量，若所述钾离子与作为第一原料的含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉和所述待催化气化原煤之后的质量比小于2％，则向所述第三物料中补充水洗液或者新的碱金属催化剂。进一步地，所述向所述第二物料中补充水洗液或者新的碱金属催化剂之后，所述质量比在2％-8％之间。优选的，所述向所述第三物料中补充水洗液或者新的碱金属催化剂之后，所述质量比在2％-8％之间。可选的，所述水与所述第二原料的质量比为0.5-4。优选的，所述将发生第二反应后的水洗残渣从所述第二物料中分离，或者，所述取样并将其中发生第二反应后的水洗残渣从所述第二物料中分离是通过在所述步骤1)之前控制所述第一原料的粒径为5mm-10mm，所述第二原料的粒径小于5mm，根据粒径不同进行筛分实现分离。本专利技术实施例提供的一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法，通过将含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉和氢氧化钙或者氧化钙的水溶液混合均匀，所述氢氧化钙或者氧化钙能够与所述含氧官能团发生离子交换反应，生成钙盐和水，从而能够促使氢氧化钙或者氧化钙中的钙转移到煤质表面形成钙离子，将之与所述水洗残渣混合，在搅拌下，该种形式存在的钙离子能够与所述水洗残渣中不可溶性碱金属盐发生反应，使得不可溶性碱金属盐中的碱金属以离子形式交换至所述第一原料的表面，以具有催化活性的形式存在，反应温和，能够提高不可溶性碱金属催化剂的回收效果，降低回收成本。克服了现有技术中不可溶性碱金属催化剂的回收条件苛刻，回收效果低下以及成本较高的缺陷。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的另一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例提供的催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法进行详细描述。在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本专利技术实施例提供一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法，包括：将所述催化气化灰渣经水洗后进行固液分离，获得水洗液和水洗残渣，参见图1，还包括：步骤1)将含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉作为第一原料与氧化钙或者氢氧化钙在水的存在下混合并搅拌均匀，使其发生第一反应，获得第一物料；步骤2)将所述水洗残渣作为第二原料与所述第一物料混合，使其发生第二反应，获得第二物料。本专利技术实施例提供的一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法，通过将含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉和氢氧化钙或者氧化钙的水溶液混合均匀，所述氢氧化钙或者氧化钙能够与所述含氧官能团发生离子交换反应，生成钙盐和水，从而能够促使氢氧化钙或者氧化钙电离出中的钙转移到煤质表面形成钙离子，将钙盐和水之与所述水洗残渣混合，在搅拌下，钙盐该种形式存在的钙离子能够与所述水洗残渣中不可溶性碱金属盐发生反应，使得不可溶性碱金属盐中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法，包括：将所述催化气化灰渣经水洗后进行固液分离，获得水洗液和水洗残渣，其特征在于，还包括：步骤1)将含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉作为第一原料与氧化钙或者氢氧化钙在水的存在下混合并搅拌均匀，使其发生第一反应，获得第一物料；步骤2)将所述水洗残渣作为第二原料与所述第一物料混合，使其发生第二反应，获得第二物料。

【技术特征摘要】
1.一种催化气化灰渣中不可溶性碱金属催化剂的回收方法，包括：将所述催化气化灰渣经水洗后进行固液分离，获得水洗液和水洗残渣，其特征在于，还包括：步骤1)将含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉作为第一原料与氧化钙或者氢氧化钙在水的存在下混合并搅拌均匀，使其发生第一反应，获得第一物料；步骤2)将所述水洗残渣作为第二原料与所述第一物料混合，使其发生第二反应，获得第二物料。2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在所述步骤1)之前还包括：检测所述第二原料中钾离子的含量，根据所述第二原料中钾离子的含量确定所述氧化钙或者氢氧化钙的用量，并根据所述氧化钙或者氢氧化钙的用量确定所述第一原料的用量。3.根据权利要求2所述的回收方法，其特征在于，所述根据所述第二原料中钾离子的含量确定所述氧化钙或者氢氧化钙的用量具体包括：根据所述第二原料中钾离子的含量以及所述钾离子与所述钙离子发生第二反应的化学计量比，计算氧化钙或者氢氧化钙的用量。4.根据权利要求2所述的回收方法，其特征在于，根据所述氧化钙或者氢氧化钙的用量确定所述第一原料的用量具体包括：取样检测所述含有含氧官能团的低阶煤煤粉或/和生物质粉中含氧官能团的含量，并根据所述氧化钙或者氢氧化钙的用量以及所述钙离子和所述含氧官能团发生第一反应的化学计量比，计算所述第一原料的用量。5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述方法还包括：步骤3)将所述第二物料与待催化气化原煤进行混合并搅拌均匀，干燥，获得催化剂负载的催化气化原料；或者，将发生第二反应后的水洗残渣从所述第二物料中分离，获得第三物料，将所述第三物料与待催化气化原煤进行混合并搅拌均匀，干燥，获得催化剂负载的催化气化原料。6.根据权利要求5所述的回收方法，其特征在于，所述将所述第二物料与待催化气化原煤进行混合并搅拌均匀之前还包括：取样并将其中发生第二反应后的水洗残渣从...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛燕东，芦涛，刘雷，李克忠，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13