用于煤熱解的催化劑及其應用制造技術

本發明專利技術提供了用于煤熱解的催化劑及其應用，所述催化劑包括：膨潤土；以及水玻璃。本發明專利技術的催化劑不需要浸漬、焙燒等復雜的制備工序，只需將膨潤土以及水玻璃進行簡單混合即可，且本發明專利技術的催化劑對H2、CO、CH4和其他碳氫化合物等富燃氣體具有選擇性，能夠顯著提高煤熱解產生的熱解氣中H2、CO、CH4和其他碳氫化合物的含量，顯著減少CO2的產生，從而大幅提高了熱解氣的熱值，且該催化劑價格低廉，原料易得。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及化工領域，具體的，涉及。
技術介紹
我國基礎能源格局的特點是"富煤、缺油、少氣"，長期以來，煤炭在我國能源結構 中一直占有絕對的主導地位。煤熱解技術是低階煤提質制取高附加值產品的重要潔凈煤技 術，褐煤等高揮發分煤通過熱解可以得到豐富的H 2、CH4、CO等氣體，這些氣體是重要的合成 氣和燃料，在一定程度上可以改善我國"富煤、缺油、少氣"的現狀。 煤熱解催化劑可以降低熱解溫度，提高熱解效率，可以制取高附加值化學品，因此 煤的催化熱解受到眾多研究者的重視。目前常用的煤熱解催化劑都是以Al 2O3作為載體，通 過浸漬、焙燒工序負載金屬氧化物來制備，不僅工藝復雜，而且催化劑都是一些重金屬的氧 化物，成本高，污染嚴重。 因而，關于用于煤熱解的催化劑仍有待改進。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的 一個目的在于提出一種制備方法簡單、或者對H 2、CO、CH4、其他碳氫化合物（其他碳氫化合 物是指乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷等烴）等富燃氣體具有選擇性的用于煤熱解的催 化劑。 在本專利技術的一個方面，本專利技術提供了一種用于煤熱解的催化劑。根據本專利技術的實 施例，該催化劑包括：膨潤土；以及水玻璃。專利技術人發現，本專利技術的催化劑不需要浸漬、焙燒 等復雜的制備工序，只需將膨潤土以及水玻璃與煤進行簡單混合即可，且本專利技術的催化劑 對H 2、C0、CH4和其他碳氫化合物等富燃氣體具有選擇性，能夠顯著提高煤熱解產生的熱解 氣中H 2、C0、CH4和其他碳氫化合物的含量，從而大幅提高了熱解氣的熱值，且該催化劑不含 Co、Mo、Ni、Ag、La等金屬的氧化物，價格低廉，原料易得，同時兼具粘結劑的作用，在粉煤成 型過程中無需再添加其他粘結劑，就可使型煤保持較好的冷熱強度。 根據本專利技術實施例的于煤熱解的催化劑還可以具有如下附加技術特征： 根據本專利技術的實施例，所述膨潤土和所述水玻璃的質量比為（4-20) : (3-16)。 根據本專利技術的實施例，所述煤為褐煤。 在本專利技術的另一方面，本專利技術提供了前面所述的催化劑在煤熱解中的用途。專利技術 人發現，以前面所述的催化劑作為煤熱解的催化劑，能夠有效促進煤熱解向著生成ch4、h2、 CO與其他碳氫化合物等富燃氣體的方向進行，煤熱解產生的熱解氣中h2、C0、014和其他碳 氫化合物的含量顯著提高，從而大幅提高了熱解氣的熱值，且該催化劑不含Co、Mo、Ni、Ag、 La等金屬的氧化物，價格低廉，原料易得。 在本專利技術的又一方面，本專利技術提供了一種煤熱解方法。根據本專利技術的實施例，該方 法包括：（1)提供原料煤；（2)向所述原料煤中添加前面所述的催化劑；（3)將所述步驟（2) 中所得到的混合物進行成型干燥處理；(4)將所述步驟（3)中所得到的混合物進行熱解，以 便獲得富燃氣體。專利技術人發現，利用本專利技術的煤熱解方法，能夠顯著提高熱解產生的熱解 氣中CH4、H 2、CO與其他碳氫化合物的含量，獲得的熱解氣的熱值明顯提高，且該方法操作簡 單、方便快捷，易于實現大規模生產。另外，該方法中采用的催化劑不含Co、Mo、Ni、Ag、La 等金屬的氧化物，價格低廉，原料易得，生產成本大大降低。 根據本專利技術的實施例，所述原料煤為褐煤。 根據本專利技術的實施例，所述原料煤的粒徑不大于2mm。 根據本專利技術的實施例，在所述步驟（2)中，基于所述原料煤的總質量，膨潤土的添 加量為4wt% -20wt%，水玻璃的添加量為3wt% -16wt%。 根據本專利技術的實施例，所述步驟（3)進一步包括：(3-1)通過壓球機或擠煤機，將 所述步驟（2)中得到的混合物擠壓成型，以便獲得煤球或煤棒；(3-2)將所述煤球或煤棒進 行干燥處理。 根據本專利技術的實施例，所述富燃氣體包括：CH4;H 2;以及C0。根據本專利技術的實施例， 富燃氣體可以進一步含有其他碳氫化合物?！靖綀D說明】 圖1顯示了根據本專利技術的一個實施例，煤熱解方法的流程示意圖；以及 圖2顯示了根據本專利技術的另一個實施例，煤熱解方法的流程示意圖?！揪唧w實施方式】 下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。 在本專利技術的一個方面，本專利技術提供了一種用于煤熱解的催化劑。根據本專利技術的實 施例，該催化劑包括：膨潤土；以及水玻璃。專利技術人發現，本專利技術的催化劑不需要浸漬、焙燒 等復雜的制備工序，只需將膨潤土以及水玻璃與煤進行簡單混合即可，且本專利技術的催化劑 對H 2、C0、CH4和其他碳氫化合物等富燃氣體具有選擇性，能夠顯著提高煤熱解產生的熱解 氣中H 2、C0、CH4和其他碳氫化合物的含量，從而大幅提高了熱解氣的熱值，且該催化劑不含 Co、Mo、Ni、Ag、La等金屬的氧化物，價格低廉，原料易得。 根據本專利技術的實施例，所述膨潤土和所述水玻璃的質量比為（4-20) : (3-16)。由 此，將該催化劑用于煤熱解時，獲得的熱解氣中H2、C0、CH4和其他碳氫化合物等富燃氣體的 含量明顯提高，⑶ 2的產生明顯減少。如果該比例過高，成本增加，富燃氣體的含量隨著該比 例進一步的增加提高緩慢，焦油產率降幅明顯，如果該比例過低，催化作用不明顯。 根據本專利技術的實施例，所述煤為褐煤。由此，能夠有效促進褐煤熱解向著生成CH4、 H2、CO與其他碳氫化合物等富燃氣體的方向進行，提高熱解氣的熱值的同時，提高褐煤的利 用率，減少能源浪費。 在本專利技術的另一方面，本專利技術提供了前面所述的催化劑在煤熱解中的用途。專利技術 人發現，以前面所述的催化劑作為煤熱解的催化劑，能夠有效促進煤熱解向著生成CH 4、H2、 CO與其他碳氫化合物等富燃氣體的方向進行，煤熱解產生的熱解氣中H2、C0、014和其他碳 氫化合物的含量顯著提高，從而大幅提高了熱解氣的熱值，且該催化劑不含Co、Mo、Ni、Ag、 La等金屬的氧化物，價格低廉，原料易得。 下面參照圖1和圖2,詳細描述本專利技術的煤熱解方法： 在本專利技術的又一方面，本專利技術提供了一種煤熱解方法。根據本專利技術的實施例，參照 圖1，該方法包括以下步驟： SlOO :提供原料煤。 根據本專利技術的實施例，所述原料煤的種類不受特別限制，本領域技術人員可以根 據實際情況靈活選擇。根據本專利技術的一些實施例，所述原料煤為褐煤。由此，前面所述的催 化劑能夠有效促進原料煤熱解向著生成CH 4、H2、CO與其他碳氫化合物等富燃氣體的方向進 行，煤熱解產生的熱解氣中H2、C0、CH 4和其他碳氫化合物的含量顯著提高，從而大幅提高了 熱解氣的熱值。 根據本專利技術的實施例，所述原料煤的粒徑不受特別限制，本領域技術人員可以根 據實際情況靈活選擇。根據本專利技術的一些實施例，所述原料煤的粒徑不大于2mm。由此，有 利于提尚煤熱解的效率。 S200 :向所述原料煤中添加前面所述的催化劑。 根據本專利技術的實施例，前面所述的催化劑包括膨潤土和水玻璃。根據本專利技術的 實施例，基于所述原料煤的總質量，膨潤土的添加量為4wt% -20wt%，水玻璃的添加量為 3wt% -16wt%。由此，能夠有效促進煤熱解向著生成CH4、H2、CO與其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于煤熱解的催化劑，其特征在于，包括：膨潤土；以及水玻璃。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王建民，趙飛翔，劉濤，陳家全，吳道洪，
申請(專利權)人：北京神霧環境能源科技集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11