用于煤熱解的催化劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體的，涉及用于煤熱解的催化劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國基礎(chǔ)能源格局的特點(diǎn)是"富煤、缺油、少氣"，長期以來，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu) 中一直占有絕對的主導(dǎo)地位。煤熱解技術(shù)是低階煤提質(zhì)制取高附加值產(chǎn)品的重要潔凈煤技 術(shù)，褐煤等高揮發(fā)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(xiàn)狀。
[0003] 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(xué)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(fù)載金屬氧化物來制備，不僅工藝復(fù)雜，而且催化劑都是一些重金屬的氧 化物，成本高，污染嚴(yán)重。
[0004] 因而，關(guān)于用于煤熱解的催化劑仍有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種制備方法簡單、或者對H 2、CO、CH4、其他碳?xì)浠衔铮ㄆ渌細(xì)浠?物是指乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷等烴）等富燃?xì)怏w具有選擇性的用于煤熱解的催 化劑。
[0006] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于煤熱解的催化劑。根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例，該催化劑包括：膨潤土；以及水玻璃。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的催化劑不需要浸漬、焙燒 等復(fù)雜的制備工序，只需將膨潤土以及水玻璃與煤進(jìn)行簡單混合即可，且本發(fā)明的催化劑 對H 2、C0、CH4和其他碳?xì)浠衔锏雀蝗細(xì)怏w具有選擇性，能夠顯著提高煤熱解產(chǎn)生的熱解 氣中H 2、C0、CH4和其他碳?xì)浠衔锏暮浚瑥亩蠓岣吡藷峤鈿獾臒嶂?，且該催化劑不?Co、Mo、Ni、Ag、La等金屬的氧化物，價(jià)格低廉，原料易得，同時(shí)兼具粘結(jié)劑的作用，在粉煤成 型過程中無需再添加其他粘結(jié)劑，就可使型煤保持較好的冷熱強(qiáng)度。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的于煤熱解的催化劑還可以具有如下附加技術(shù)特征：
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述膨潤土和所述水玻璃的質(zhì)量比為（4-20) : (3-16)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述煤為褐煤。
[0010] 在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了前面所述的催化劑在煤熱解中的用途。發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)，以前面所述的催化劑作為煤熱解的催化劑，能夠有效促進(jìn)煤熱解向著生成ch4、h2、 CO與其他碳?xì)浠衔锏雀蝗細(xì)怏w的方向進(jìn)行，煤熱解產(chǎn)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(jià)格低廉，原料易得。
[0011] 在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種煤熱解方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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(jìn)行成型干燥處理；(4)將所述步驟（3)中所得到的混合物進(jìn)行熱解，以 便獲得富燃?xì)怏w。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用本發(fā)明的煤熱解方法，能夠顯著提高熱解產(chǎn)生的熱解 氣中CH4、H 2、CO與其他碳?xì)浠衔锏暮?，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(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。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(jià)格低廉，原料易得，生產(chǎn)成本大大降低。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述原料煤為褐煤。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述原料煤的粒徑不大于2mm。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在所述步驟（2)中，基于所述原料煤的總質(zhì)量，膨潤土的添 加量為4wt% -20wt%，水玻璃的添加量為3wt% -16wt%。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述步驟（3)進(jìn)一步包括：(3-1)通過壓球機(jī)或擠煤機(jī)，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(jìn) 行干燥處理。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述富燃?xì)怏w包括：CH4;H 2;以及C0。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 富燃?xì)怏w可以進(jìn)一步含有其他碳?xì)浠衔铩?br>【附圖說明】
[0017] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，煤熱解方法的流程示意圖；以及
[0018] 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，煤熱解方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)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(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于煤熱解的催化劑。根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例，該催化劑包括：膨潤土；以及水玻璃。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的催化劑不需要浸漬、焙燒 等復(fù)雜的制備工序，只需將膨潤土以及水玻璃與煤進(jìn)行簡單混合即可，且本發(fā)明的催化劑 對H 2、C0、CH4和其他碳?xì)浠衔锏雀蝗細(xì)怏w具有選擇性，能夠顯著提高煤熱解產(chǎn)生的熱解 氣中H 2、C0、CH4和其他碳?xì)浠衔锏暮?，從而大幅提高了熱解氣的熱值，且該催化劑不?Co、Mo、Ni、Ag、La等金屬的氧化物，價(jià)格低廉，原料易得。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述膨潤土和所述水玻璃的質(zhì)量比為（4-20) : (3-16)。由 此，將該催化劑用于煤熱解時(shí)，獲得的熱解氣中H2、C0、CH4和其他碳?xì)浠衔锏雀蝗細(xì)怏w的 含量明顯提高，⑶ 2的產(chǎn)生明顯減少。如果該比例過高，成本增加，富燃?xì)怏w的含量隨著該比 例進(jìn)一步的增加提高緩慢，焦油產(chǎn)率降幅明顯，如果該比例過低，催化作用不明顯。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述煤為褐煤。由此，能夠有效促進(jìn)褐煤熱解向著生成CH4、 H2、CO與其他碳?xì)浠衔锏雀蝗細(xì)怏w的方向進(jìn)行，提高熱解氣的熱值的同時(shí)，提高褐煤的利 用率，減少能源浪費(fèi)。
[0023] 在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了前面所述的催化劑在煤熱解中的用途。發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)，以前面所述的催化劑作為煤熱解的催化劑，能夠有效促進(jìn)煤熱解向著生成CH 4、H2、 CO與其他碳?xì)浠衔锏雀蝗細(xì)怏w的方向進(jìn)行，煤熱解產(chǎn)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(jià)格低廉，原料易得。
[0024] 下面參照圖1和圖2,詳細(xì)描述本發(fā)明的煤熱解方法：
[0025] 在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種煤熱解方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照 圖1，該方法包括以下步驟：
[0026] SlOO :提供原料煤。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述原料煤的種類不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根 據(jù)實(shí)際情況靈活選擇。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)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(jìn)原料煤熱解向著生成CH 4、H2、CO與其他碳?xì)浠衔锏雀蝗細(xì)怏w的方向進(jìn) 行，煤熱解產(chǎn)生的熱解氣中H2、C0、CH 4和其他碳?xì)浠衔锏暮匡@著提高，從而大幅提高了 熱解氣的熱值。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述原料煤的粒徑不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根 據(jù)實(shí)際情況靈活選擇。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)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。
[0029] S200 :向所述原料煤中添加前面所述的催化劑。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，前面所述的催化劑包括膨潤土和水玻璃。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例，基于所述原料煤的總質(zhì)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(jìn)煤熱解向著生成CH4、H2、CO與其他碳?xì)浠衔锏雀蝗?氣體的方向進(jìn)行，煤熱解產(chǎn)生的熱解氣中H 2、C0、CH4和其他