催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂.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CN110586109A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910857392.6(22)申请日2019.09.11(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人刘慧利王亚思王华胡建杭(51)Int.Cl.B01J23/78(2006.01)B01J27/043(2006.01)C10G11/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂(57)摘要本发明涉及一种催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂，属于能源与环境技术领域；催化剂为镍闪速熔炼渣、转炉渣、矿热电炉渣等各种镍冶炼流程和工艺过程中产生的镍冶炼渣；或者为活化的镍冶炼渣，镍冶炼渣经破碎、筛分和干燥后，可在空气、富氧、纯氧或水蒸气气氛下煅烧活化，在还原性气体和惰性气体混合物气氛下还原活化，以及在固体可燃物气化产生的可燃气体的气氛下活化处理，从而获得活化的镍冶炼渣；该方法实现了镍冶炼渣的资源化利用，制备的镍冶炼渣催化剂性质稳定、安全性好、机械强度高，可显著降低焦油裂解催化剂的制备和使用成本，为固体可燃物气化焦油的催化裂解提供一种廉价的催化剂，具有较好的经济效益和环境效益。CN110586109ACN110586109A权利要求书1/1页1.一种催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂，其特征在于：催化剂为镍冶炼流程和工艺过程中产生的镍冶炼渣，其主要化学成分为Fe：25～42%，SiO2：30～45%，CaO：5～10%，MgO：5～10%，Ni：0.1～0.3%，Cu：0.1～0.2%。2.根据权利要求1所述的催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂，其特征在于：催化剂包括但不限于闪速熔炼渣、转炉渣、矿热电炉渣。3.根据权利要求1所述的催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂，其特征在于：催化剂为活化的镍冶炼渣。4.根据权利要求3所述的催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂，其特征在于，活化镍冶炼渣的方法如下：（1）将镍冶炼渣破碎，筛选得到粒度20~40目的颗粒，然后在温度105~150℃下干燥5~24h以去除水分；（2）干燥后镍冶炼渣在空气、富氧、纯氧或水蒸气气氛下，以750~1050℃的温度煅烧5~20小时，获得活化的镍冶炼渣。5.根据权利要求3所述的催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂，其特征在于，活化镍冶炼渣的方法如下：（1）将镍冶炼渣破碎，筛选得到粒度20~40目的颗粒，然后在温度105~150℃下干燥5~24h以去除水分；（2）将干燥的镍冶炼渣装入催化剂活化反应器，并通入还原性气体和惰性气体的混合物，其中还原性气体的体积百分比为5~100%，在650~950℃下还原1~8h，获得活化的镍冶炼渣。6.根据权利要求5所述的催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂，其特征在于：还原性气体包括但不限于氢气、一氧化碳、甲烷，惰性气体包括但不限于氮气、氦气、氩气。7.根据权利要求3所述的催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂，其特征在于，活化镍冶炼渣的方法如下：（1）将镍冶炼渣破碎，筛选出粒度20~40目的颗粒，然后在温度105~150℃下干燥5~24h以去除水分；（2）将干燥镍冶炼渣装入催化剂活化反应器中，并通入固体可燃物气化产生的可燃气体，在反应温度700～1000℃下处理3~24h，获得活化的镍冶炼渣。2CN110586109A说明书1/4页催化固体可燃物气化焦油裂解的催化剂技术领域[0001]本发明涉及一种催化固体可燃物气化焦油裂解的镍冶炼渣催化剂及其活化方法，属于能源与环境技术领域。背景技术[0002]目前，固体可燃物资源化利用的方法主要包括直接燃烧、热解和气化等。气化是对固体可燃物进行热化学处理并得到可燃气体的过程，可燃气体的主要成分为H2、CO、CH4、CO2和N2等。固体可燃物的气化处理能够提高资源的利用效率，减少污染物的排放，与焚烧相比具有明显的优势。固体可燃物气化产生的高品位燃气既可直接用作燃料，也可进一步合成液体燃料或生产其它化学品。[0003]在固体可燃物气化过程中，焦油是不可避免的副产物。焦油是一种黑褐色粘稠液体，组成成分复杂，含有苯的衍生物、多环芳烃、杂环化合物和沥青质等。焦油的存在对固体可燃物气化过程和气化燃气的利用产生很多不利影响。焦油在高温时呈气态，低温时（<300℃）则冷凝为液态，其处理和分离极其困难。在焦油转化或去除的各种方法中，催化裂解法焦油转化率高、催化裂解温度相对较低，被认为是目前最先进、最有效的焦油去除方法。[0004]固体可燃物气化焦油裂解常用的催化剂主要有天然矿石催化剂（石灰石、白云石、橄榄石等）、镍基催化剂和贵金属催化剂。天然矿石催化剂普遍存在焦油转化率较低、易磨损等缺点；