一种多级孔焦炭及其制备方法和应用.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CN113717741A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202111124864.0C10B53/02(2006.01)(22)申请日2021.09.25C10B57/04(2006.01)C10B57/16(2006.01)(71)申请人太原理工大学B01D39/06(2006.01)地址030024山西省太原市迎泽西大街79B01J21/18(2006.01)号B01J23/745(2006.01)申请人山西格盟中美清洁能源研发中心有B01J23/755(2006.01)限公司C10K1/02(2006.01)(72)发明人王倩叶泽甫张帅徐旭东C10K1/34(2006.01)朱竹军王美君申岩峰常丽萍鲍卫仁(74)专利代理机构太原华弈知识产权代理事务所14108代理人李毅(51)Int.Cl.C10B53/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图5页(54)发明名称一种多级孔焦炭及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种多级孔焦炭，是以低等级物质热解制备得到留有部分挥发物的低等级物质半焦，再以低等级物质半焦负载或不负载金属作为原料，采用配煤炼焦的方式，配入具有高粘结指数的粘结性煤，高温炭化制备出多级孔焦炭。本发明的多级孔焦炭具有发达的孔隙结构和丰富的活性位点，以及较高的耐磨强度，可以作为过滤介质应用于高温含尘含油煤热解荒煤气的颗粒床过滤除尘，并在除尘过程中同步催化裂解煤热解荒煤气，调控热解产物分布，使热解焦油轻质化，达到改善焦油品质和除尘净化荒煤气的目的，从而提高荒煤气的流动性，解决低阶粉煤热解工艺中的油尘堵塞问题。CN113717741ACN113717741A权利要求书1/1页1.一种多级孔焦炭的制备方法，是以低等级物质热解制备得到留有部分挥发物的低等级物质半焦，再以低等级物质半焦负载或不负载金属作为原料，采用配煤炼焦的方式，配入具有高粘结指数的粘结性煤，高温炭化制备多级孔焦炭。2.根据权利要求1所述的多级孔焦炭的制备方法，包括以下步骤：1）在550～650℃隔绝空气的条件下对低等级物质进行热解，制备得到低等级物质半焦，并破碎筛选出粒径0.10～1.00mm的低等级物质半焦作为原料；2）选取粒径小于3.00mm的粘结性煤为配煤，与上述低等级物质半焦充分捏合，隔绝空气升温至900～1000℃炭化制备多级孔焦炭。3.根据权利要求1所述的多级孔焦炭的制备方法，包括以下步骤：1）在550～650℃隔绝空气的条件下对低等级物质进行热解，制备得到低等级物质半焦，并破碎筛选出粒径0.10～1.00mm的低等级物质半焦作为原料；2）以所述低等级物质半焦与金属前驱体溶液混合浸渍，干燥后在隔绝空气的条件下于550～650℃焙烧得到负载金属的低等级物质半焦；3）选取粒径小于3.00mm的粘结性煤为配煤，与上述负载金属的低等级物质半焦充分捏合，隔绝空气升温至900～1000℃炭化制备多级孔焦炭。4.根据权利要求1、2或3所述的多级孔焦炭的制备方法，其特征是所述低等级物质是生物质或高挥发分的低阶煤。5.根据权利要求4所述的多级孔焦炭的制备方法，其特征是所述生物质是农作物秸秆、玉米芯、稻壳、果壳、零散木材或木屑；所述高挥发分的低阶煤是挥发分含量40～65wt.%的褐煤或长焰煤。6.根据权利要求1、2或3所述的多级孔焦炭的制备方法，其特征是所述具有高粘结指数的粘结性煤是粘结指数为85～110的肥煤和/或焦煤。7.根据权利要求1、2或3所述的多级孔焦炭的制备方法，其特征是所述低等级物质半焦占到低等级物质半焦与配煤总质量的10～30wt.%。8.根据权利要求1、2或3所述的多级孔焦炭的制备方法，其特征是所述金属前驱体是硝酸镍、硝酸钴、硝酸钼、硝酸铁、硝酸钙中的任意一种，或几种的任意比例混合。9.根据权利要求1、2或3所述的多级孔焦炭的制备方法，其特征是多级孔焦炭中负载的金属质量占低等级物质半焦与配煤总质量的1～2wt.%。10.以权利要求1、2或3任一所述制备方法制备得到的多级孔焦炭。11.权利要求10所述多级孔焦炭作为脱除煤热解荒煤气中粉尘的过滤介质的应用。12.权利要求10所述多级孔焦炭作为催化裂解煤热解荒煤气用催化剂的应用。13.权利要求10所述多级孔焦炭同时作为过滤介质和催化裂解煤热解荒煤气用催化剂，同步进行高温含尘含油煤热解荒煤气的除尘净化，以及催化裂解煤热解荒煤气实现焦油原位轻质化的应用。2CN113717741A说明书1/7页一种多级孔焦炭及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种焦炭，特别是涉及一种具有多级孔结构的焦炭。本发明的多级孔焦炭可以应用于低阶煤分质转化过程中高温含尘含油煤热解荒煤气的原位除尘和轻质化处理。背景技术