一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112708433A(43)申请公布日2021.04.27(21)申请号202110023733.7(22)申请日2021.01.08(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号(72)发明人赵钰琼刘瑞何守琪魏永永徐昕逸安娜张国杰张永发(74)专利代理机构太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)14110代理人杨斌华(51)Int.Cl.C10B53/04(2006.01)C10B57/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法(57)摘要一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法，属于低阶煤的综合利用领域，目的在于提高低阶煤热解焦油的产率和品质，以实现低阶煤的高效利用。将低阶煤、水和催化剂按比例在反应釜中混合均匀，通入焦炉气和气化煤气的混合气，利用CH4‑CO2/CH4‑H2O重整反应和水煤气变换反应生成的甲基自由基CH3•和活性氢H•来调变煤结构并对低阶煤进行加氢，同时在优化的反应温度、压力和时间下获得解聚煤；解聚煤进入炭化炉中热解，可获得半焦/焦炭和高产率的焦油。本发明制备的解聚煤中生成了大量的中等和小分子物质，在热解过程中以挥发分形式逸出，从而提高了热解焦油产率、并改善了焦油的品质。CN112708433ACN112708433A权利要求书1/1页1.一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步，煤的解聚：将低阶煤、水和炭基催化剂按质量比为100：70~150：2.5~10的比例加入反应釜中混合均匀，通入焦炉气和气化煤气的混合气，使反应釜内压力达1~4.5MPa；加热反应釜至250~340℃，并在设定温度下反应20~60min，反应结束后，将反应釜冷却至室温，通过过滤分离反应釜内的气固相产物，分离出的固体产品即为解聚煤；第二步，解聚煤的热解：将解聚煤送入炭化炉进行热解，热解温度为500~950℃，并在热解温度下恒温30min，热解结束后，使炭化炉冷却至室温，得到半焦/焦炭和焦油；所述焦炉气和气化煤气的混合气的组分体积比为CH:H:CO:CO=520%：530%：310%：422~~~40~87%；所述炭基催化剂的制备过程如下：将活性炭浸渍在含有Na和Ni的可溶盐溶液中，室温下浸渍10~24h，然后移入真空干燥箱中在80~120℃干燥12~24h，接着在300~600℃焙烧1~4h制得炭基催化剂；其中，活性炭：Na：Ni的质量比为80~90Wt%:8~17Wt%:2~5Wt%。2.根据权利要求1所述的一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法，其特征在于：所述，Na的可溶盐溶液包括Na2CO3溶液和NaOH溶液中的任意一种，Ni的可溶盐溶液为Ni(NO3)2溶液。3.根据权利要求1所述的一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法，其特征在于：第一步中所述低阶煤包括褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法，其特征在于：第一步中所述低阶煤的粒径为80~200目。2CN112708433A说明书1/3页一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法技术领域[0001]本发明属于低阶煤的综合利用技术领域，具体涉及一种催化解聚低阶煤提高煤热解焦油产率的方法。背景技术[0002]我国低阶煤资源储量丰富，占我国煤炭储量的50%以上，煤炭地质总局第三次全国煤田预测显示，我国垂深2000米以浅的低阶煤资源量为26118.16亿吨，占全国煤炭资源总预测储量的57.38%。但是，由于褐煤等低阶煤具有挥发分高、含水量高、发热量低、易燃易碎、不易长距离运输等缺点，造成其应用受到很大的限制。[0003]通过对低阶煤进行热解提质可获得热解煤气、焦油、高热值半焦等产品，对提高褐煤等低阶煤综合经济效益有重要的意义。但是，目前，低阶煤热解还存在两大问题：一是工业化运行的低阶煤热解工艺大多对粒度有一定的要求，如德国的鲁奇(Lurgi‑Spuelgas)工艺（25mm‑60mm）、美国LFC工艺(3mm‑50mm)和我国的多段回转炉热解工艺（6mm‑30mm），而粉煤的热解提质较为困难，主要是低阶粉煤没有粘结性或粘结性较弱，热解过程中无法结块，使得热解煤气中带有大量的煤尘，焦油易被煤尘吸附，而煤尘和焦油分离十分困难，不利于焦油的生产；二是现有的热解技术存在产焦油率低和含沥青质高的缺点。[0004]CN107189805A公开了“一种利用乙醇胺预处理提高褐煤热解焦油产率与品质的方法”，具体步骤如下：将乙醇胺和褐煤按质量比为1~10加入到反应釜混合，温度控制在室温至250℃，预处理1~10min，预处理结