用于煤层气脱氧的脱氧剂制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102600815A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102600815A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210094671.X(22)申请日2012.03.31(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)发明人张永发李香兰董东柳张国杰徐英(74)专利代理机构太原科卫专利事务所(普通合伙)14100代理人戎文华(51)Int.Cl.B01J20/30(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书66页页(54)发明名称用于煤层气脱氧的脱氧剂制备方法(57)摘要发明人研究发现，褐煤半焦和植物秸秆炭具有很大的比表面积，且在表面上分布着羟基(-OH)、羧基(-COOH)、醚键(-O-)和羰基(C=O)含氧官能团，这些含氧官能团具有很强的吸氧能力，易与氧作用发生化学反应生成二氧化碳。基于这一研究结果，开发了一种用于煤层气脱氧的脱氧剂制备方法，该方法主要步骤为：将植物秸杆制成炭化粉；将褐煤或长焰煤粉碎，筛分得粉煤和块煤后，将炭化粉和粉煤或块煤按0.3~0.5:10（wt%）的比例混合，加入聚乙烯醇或十二烷基磺酸钠粘结剂溶液，搅拌均匀制得母料；再将母料置于炭化炉中，程序升温，在无氧条件下冷却到室温，破碎筛分制得脱氧剂。采用本发明脱氧剂用于煤层抽放气脱氧，反应条件温和，脱氧效果显著，是一种安全、节能、环保的煤层气脱氧剂。CN102685ACN102600815A权利要求书1/1页1.一种用于煤层气脱氧的脱氧剂制备方法，其所述方法按下列步骤进行：(1)将植物秸秆破碎并置于生物质干馏炉中，以10℃/min的升温速率升温到330~430℃，恒温0.5~3.5hr，干馏，冷却，粉碎后制得粒径为0.1mm的炭化粉；(2)在水中加入粘结剂聚乙烯醇或十二烷基磺酸钠，制得浓度为1~5mol/L的粘结剂溶液；(3)将褐煤或长焰煤粉碎后制得粒径<3mm的粉煤和＞10mm的块煤；(4)将上述步骤(1)制得的炭化粉和步骤(3)制得的粉煤按0.3~0.5:10（wt%）的比例混合均匀，再加入上述步骤(2)制得的粘结剂溶液5~15(wt%)，搅拌均匀，在20~40KN的压力下成型，制得柱状母料；或将步骤(1)制得的炭化粉和步骤(3)制得的块煤按0.3~0.5:10（wt%）的比例混合，加入3~10%（wt%）的粘结剂溶液，搅拌均匀，干燥成母料；(5)将上述步骤(4)制得的母料置于还原气氛的炭化炉中，以1℃~20℃/min的升温速率加热到500~700℃，恒温0.5~1.5hr；(6)将上述步骤(5)炭化后的母料，在无氧条件下冷却到室温；(7)将上述步骤(6)冷却后的母料，破碎筛分成各种粒度的脱氧剂；上述步骤(7)所制备的脱氧剂中干燥无灰基总含氧量：12.0~16.0（wt%）；含碳量：>83.5（wt%）；挥发份：15.0~19.0（wt%）；上述步骤(7)所制备的脱氧剂中的活性组分由有机含氧官能团和碱性金属氧化物构成。2.如权利要求1所述的脱氧剂制备方法，其所述植物秸秆是玉米秸秆、高粱秸秆和大豆秸秆中的一种。3.如权利要求1所述的脱氧剂制备方法，其所述有机含氧官能团是羟基(-OH)、醚键(-O-)、羰基(C=O)和羧基(-COOH)。4.如权利要求1或3所述的脱氧剂制备方法，其所述有机含氧官能团的羟基(C-OH)、醚键(C-O)、羰基(C=O)和羧基(-COOH)中干燥无灰基的含氧量分别是：6.97~9.28（wt%）、2.23~2.98（wt%）、0.33~0.44（wt%）和2.47~3.30（wt%）。5.如权利要求1所述的脱氧剂制备方法，其所述其所述碱性金属氧化物是氧化钙、氧化钾和氧化钠中的一种。2CN102600815A说明书1/6页用于煤层气脱氧的脱氧剂制备方法技术领域[0001]本发明与一种脱氧剂的制备方法有关，特别是一种利用植物秸秆和褐煤或长焰煤制备煤层气脱氧剂的方法。背景技术[0002]煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分为甲烷（CH4），是煤伴生的一种非常规天然气。开采出的煤层气有三种：一种是地面钻井抽采气，其煤层气中甲烷含量较高，常在90%以上，其余为氮气；另一种是采煤区和采空区抽采的煤层气——井下抽放煤层气，也称为煤层抽放气，其甲烷浓度在20~80%之间，含氧量在4.2%~16.8%之间，其余为氮气；第三种是在采煤港道抽采的煤层气——矿井乏风煤层气，又被称为乏风瓦斯，其甲烷含量通常在1%以下，其余为空气。[0003]煤层抽放气中含有O2，遇火星或高温热源易发生爆炸事故。如果将其直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳（CO2）的21倍，对生态环境破坏性极强，且浪费资源。因此，科学合理地利用采煤时的煤层抽放气，不仅保障安全，避免