催化剂负载方法及催化加氢气化方法技术

本发明专利技术提出了一种催化剂负载方法，包括：对输入至反应器内的物料进行加温；进入所述反应器内的催化剂水液经过雾化后，与加温后的所述物料进行对撞，完成催化剂负载。将物料输入反应器内与热流体发生对撞，使物料快速升温扩孔，然后升温后的物料与热流体下行流动，物料在反应器底部汇聚；催化剂水液被雾化后与汇聚后的物料发生对撞，对撞后物料温度降低，完成催化剂负载过程。通过将物料进行预扩孔处理后，再进行催化剂水液雾化对撞的方法，省去了传统方法中浸渍、干燥筛选装置以及低压蒸汽加热，工艺简单，同时还有效的解决了现有技术中液体表面张力和物料原有粒径、表面积、孔隙等结构对浸渍均匀性的影响，使催化剂负载均匀性提高，提高了物料转化率。

Catalyst Supporting Method and Catalytic Hydrogasification Method

The invention provides a catalyst loading method, which includes: heating the material input into the reactor; after atomization, the catalyst water entering the reactor collides with the material after heating to complete the catalyst loading. The material is fed into the reactor to collide with the hot fluid, so that the material is heated rapidly and the pore is expanded. Then the heated material and the hot fluid flow downward, and the material converges at the bottom of the reactor. The catalyst water is atomized and collides with the aggregated material. After collision, the material temperature decreases and the catalyst loading process is completed. By pre-enlarging the pore of the material and then atomizing and colliding the catalyst water, the impregnation, drying and screening device and low-pressure steam heating in the traditional method are omitted, and the process is simple. At the same time, the influence of the surface tension of the liquid and the structure of the original particle size, surface area and pore of the material on the uniformity of impregnation is effectively solved in the existing technology, so that the catalyst load is uniform. The property is improved and the material conversion rate is increased.

【技术实现步骤摘要】
催化剂负载方法及催化加氢气化方法
本专利技术涉及煤或半焦气化
，具体而言，涉及一种催化剂负载方法及催化加氢气化方法。
技术介绍
目前，煤或半焦催化气化技术中，煤或半焦一般采用浸渍法负载催化剂，催化剂与水混合形成均匀的催化剂水液，催化剂水液随后与煤或半焦在搅拌浸渍罐中混合，待充分浸渍均匀且水液进入催化剂内部后(用时≥6h)进行干燥，干燥至水分符合要求(含水量≤5％)且筛选粒径符合要求的物料。在该过程中，物料会发生结块，如果部分物料发生结块，则需要重新破碎或再浸渍以满足进料要求。在现有的浸渍法工艺流程中，存在以下问题：1.固体物料负载催化剂不均匀性依靠催化剂水液与固体物料接触慢慢渗入，均匀性受物料粒径、表面积和孔结构、接触时间的影响很大，最后负载的催化剂往往呈现外多内少的不均匀性，直接影响了催化活性；2.工艺缺点现有的方法工艺流程长，尤其是制备过程中固体物料发生结块后需重新破碎或再浸渍，原料不合格率高(＞10％)，且投资大。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种催化剂负载方法及催化加氢气化方法，旨在解决物料负载催化剂时的不均匀性及物料转化率低的问题。一个方面，本专利技术提出了一种催化剂负载方法，包括：对输入至反应器内的物料进行加温；进入所述反应器内的催化剂水液经过雾化后，与加温后的所述物料进行对撞，完成催化剂负载。进一步地，将热流体与所述物料同时输入至所述反应器内，通过所述热流体对所述物料进行加温。进一步地，所述热流体与所述物料对撞，以对所述物料进行加温。进一步地，所述反应器顶部设置有物料入口和若干个热流体入口，所述热流体通过若干所述热流体入口输入至所述反应器内，并与通过所述物料入口输入至所述反应器内的物料碰撞于一点。进一步地，所述热流体与所述物料的碰撞点位于所述反应器的中轴线上。进一步地，所述物料的升温速率大于103℃/s。进一步地，所述物料与所述热流体的接触时间小于10s。进一步地，所述热流体包括惰性气体、烟气、氢气。另一方面，本专利技术还提出了一种催化加氢气化方法，催化加氢气化所需的催化剂采用上述催化剂负载方法制备得到。进一步地，所述热流体为氢气，所述物料为半焦。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：将物料输入反应器内与热流体发生对撞，使物料快速升温扩孔，然后升温后的物料与热流体下行流动，物料在反应器底部汇聚；催化剂水液被雾化后与汇聚后的物料发生对撞，对撞后物料温度降低，完成催化剂负载过程。通过将物料进行预扩孔处理后，再进行催化剂水液雾化对撞的方法，省去了传统方法中浸渍、干燥筛选装置以及低压蒸汽加热，工艺简单，同时还有效的解决了现有技术中液体表面张力和物料原有粒径、表面积、孔隙等结构对浸渍均匀性的影响，使催化剂负载均匀性提高，提高了物料转化率；进一步地，使得催化剂的负载量降低，还可以充分利用反应器中余热，节省催化剂负载能耗。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的催化剂负载方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的催化剂负载装置的结构图；图3为图2中的A-A方向剖视图；图4为图2中的B-B方向剖视图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。参阅图1所示，本专利技术实施例提供了一种催化剂负载方法，包括：步骤S101、对输入至反应器内的物料进行加温；步骤S102、进入反应器内的催化剂水液经过雾化后，与加温后的物料进行对撞，完成催化剂负载。具体而言，步骤S101、对输入至反应器内的物料进行加温。物料和热流体同时进入反应器内，两者对撞以使得物料快速升温扩孔，其升温扩孔的过程为冷物料喷入反应器内与热流体发生对撞，快速升温，然后物料与热流体下行流动，经预分配后在扩孔处发生部分气固分离，沉降下来的物料在反应器内汇聚。步骤S102、进入反应器内的催化剂水液经过雾化后，与加温后的物料进行对撞，完成催化剂负载。催化剂雾化负载过程为催化剂水液进行雾化，催化剂水液雾化喷出后与汇聚后的物料发生对撞，对撞后物料温度降低，完成催化剂负载过程。可以看出，通过将物料加温以进行预扩孔处理后，再进行催化剂水液雾化对撞的方法，可以提高催化剂负载的均匀性，过程中省去了传统方法中浸渍、干燥筛选装置以及低压蒸汽加热，工艺简单，有利于更好发挥催化作用，从而提高物料的转化率。具体而言，可以在反应器顶部设置物料入口和若干个热流体入口，热流体通过若干所述热流体入口输入至所述反应器内，并与通过所述物料入口输入至所述反应器内的物料碰撞于一点。将热流体与所述物料同时输入至所述反应器内，通过所述热流体对所述物料进行加温。优选的，物料入口的中轴线与反应器的中轴线重合。热流体入口均匀的设置在物料入口的侧部，并且热流体入口的热流体的进气方向朝向反应器的中轴线，即，热流体与所述物料的碰撞点位于所述反应器的中轴线上，可以理解的是，热流体与所述物料的碰撞点位于所述反应器的中轴线上，即，热流体和物料在中轴线上某一点对撞。具体而言，上述热流体可为热惰性气体、烟气、氢气等，优选氢气。上述方法在具体实施时，冷物料喷入反应器内与热流体发生对撞，快速升温，优选的，升温速率＞103℃/s，物料与热流体下行流动，接触时间＜10s，热流体温度为900-1000℃，经过高温扩孔后的物料经设置在反应器内的反应内筒的筒体的底部预分配后在反应内筒的扩孔处发生部分气固分离，物料沉降至反应内筒锥形的汇集器的底部。具体而言，为了使煤粉和热流体充分接触，达到快速升温条件，优选的，冷物料喷入反应器内与多股热流体发生对撞，可以将物料粒径和热流体股数进行匹配，例如：物料粒径小于20μm可将热流体设置为两股，粒径为20μm-80μm可可将热流体设置为三股等，在此只为示例性说明，本领技术人员可以理解的是，物料粒径和热流体股数进行匹配的方式有多种，可根据具体情况进行设置。具体而言，催化剂雾化负载过程为催化剂水液进行雾化，为提高雾化剂与物料接触面，实现快速负载，优选催化剂水液分配成多股，采用多股对喷一点的形式进行雾化，催化剂水液雾化喷出后与汇聚后的物料发生对撞，对撞后温度降低，温度小于800℃，完成催化剂负载过程。上述催化剂负载过程的原理为：冷物料快速受热内部挥发分快速挥发膨胀，原有的孔隙增大，部分细小孔发生裂纹延伸，内部挥发分由内到外溢出，最终形成孔径内小外大的结构，利于催化剂介质进入，而表面挥发分溢出增加了颗粒表面凹凸性，进一步增大了比表面积；催化剂水液喷出后雾化的水液与所述多孔高温物料碰撞接触，雾化水液瞬间气化，气化催化剂组成(包含纳米颗粒)被部分水蒸气带入多孔颗粒内部，其它雾化水液则起到降低温度作用，与多孔颗粒和部分合成气换热，温度降低至小于800℃，催化剂组成冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂负载方法，其特征在于，包括：对输入至反应器内的物料进行加温；进入所述反应器内的催化剂水液经过雾化后，与加温后的所述物料进行对撞，完成催化剂负载。

【技术特征摘要】
1.一种催化剂负载方法，其特征在于，包括：对输入至反应器内的物料进行加温；进入所述反应器内的催化剂水液经过雾化后，与加温后的所述物料进行对撞，完成催化剂负载。2.根据权利要求1所述的催化剂负载方法，其特征在于，将热流体与所述物料同时输入至所述反应器内，通过所述热流体对所述物料进行加温。3.根据权利要求2所述的催化剂负载方法，其特征在于，所述热流体与所述物料对撞，以对所述物料进行加温。4.根据权利要求2所述的催化剂负载方法，其特征在于，所述反应器顶部设置有物料入口和若干个热流体入口，所述热流体通过若干所述热流体入口输入至所述反应器内，并与通过所述物料入口输入至所述反应器内的物料碰撞于一点。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑征，周三，马丽荣，王蕾，
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