催化剂负载方法及系统、煤粉添加方法和煤催化气化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种催化剂负载方法及系统、煤粉添加方法和煤催化气化系统。所述催化剂负载方法包括：S1，提供化工浓盐水，并将化工浓盐水分离为富NaCl溶液和富Na

Catalyst loading method and system, coal powder adding method and coal catalytic gasification system

【技术实现步骤摘要】
催化剂负载方法及系统、煤粉添加方法和煤催化气化系统
本专利技术涉及煤催化气化领域，具体涉及一种催化剂负载方法及系统、煤粉添加方法和煤催化气化系统。
技术介绍
煤催化气化是在催化剂的作用下，煤和水蒸气直接反应生成富含甲烷气体的过程。在这个过程中，催化剂的作用是促进水煤反应及甲烷化反应，以达到提高单位时间内碳转化率和甲烷收率的目的。在煤催化气化催化剂研究方面，主要有碱金属、碱土金属和过渡金属三大体系。化工浓盐水对煤催化气化有一定的催化作用，现有技术中也有采用化工浓盐水作为煤催化气化的催化剂的应用。化工浓盐水是化工除盐水系统、循环水系统、回用水处理系统及锅炉系统等系统的产物，溶液中富含Na+、Cl-，NO3-和SO42-。目前，常用的浓盐水处理工艺包括电渗析和反渗透等，这些处理工艺不仅存在设备投资大、处理成本高和经济性差等缺点，并且其产生的高浓度盐水无法有效处置造成资源浪费、环境污染等缺点。现有技术中，浓盐水直接加载到煤上，因此，浓盐水中的Na+、Cl-、NO3-和SO42-浓度均较低，而且直接按比例负载到煤上时，不仅会产生大量的明水，增大后续干燥机的负荷，还会粘结在干燥机的内壁上，使干燥机无法长期稳定运行，而且会由于浓盐水中各离子的浓度比例难以控制导致催化活性降低，催化效率低，使浓盐水得不到有效利用。因此，浓盐水在煤催化气化反应中的应用仍然存在诸多问题，亟待对现有煤催化气化方法提出新的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种催化剂负载方法及系统、煤粉添加方法和煤催化气化系统，以解决现有技术中工业浓盐水在煤催化气化中催化效果差的问题。为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种催化剂负载方法，用于向煤粉上负载催化剂，所述催化剂采用化工浓盐水，所述催化剂负载方法包括以下步骤：S1，提供化工浓盐水，并将化工浓盐水分离为富NaCl溶液和富Na2SO4溶液；S2，分别对富NaCl溶液和富Na2SO4溶液进行浓缩和/或结晶，并分别形成NaCl负载剂和Na2SO4负载剂；S3，提供煤粉，将NaCl负载剂和Na2SO4负载剂按预定比例与煤粉混合，以完成NaCl负载剂和Na2SO4负载剂在煤粉上的负载。可选地，在所述S1中，采用反渗透膜将化工浓盐水分离为富NaCl溶液和富Na2SO4溶液。可选地，所述S2包括分别对富NaCl溶液和富Na2SO4溶液进行浓缩和结晶，所述NaCl负载剂包括NaCl结晶盐和NaCl盐溶液，所述Na2SO4负载剂包括Na2SO4结晶盐和Na2SO4盐溶液。可选地，所述NaCl盐溶液和Na2SO4盐溶液按预定比例输入固液混合机，并在所述固液混合机内与煤粉混合；所述NaCl结晶盐和Na2SO4结晶盐按预定比例输入粉体混合机，并在所述粉体混合机内与煤粉混合。可选地，在所述固液混合机内的混合环境为：温度60℃-150℃，压力0.05MPa-1.0MPa，惰性气体气氛。可选地，所述NaCl结晶盐和Na2SO4结晶盐按预定比例输入粉体混合机的方法包括：先将所述NaCl结晶盐和Na2SO4结晶盐按预定比例输入结晶盐熔融系统进行高温熔融，形成熔融盐，然后将所述熔融盐粉碎，将粉碎后的熔融盐输入粉体混合机内与煤粉混合。本专利技术另一方面提供一种煤粉添加方法，用于向气化炉内添加负载催化剂的煤粉，所述负载催化剂的煤粉采用本专利技术的催化剂负载方法进行负载；所述煤粉添加方法包括：在所述固液混合机内混合的煤粉先进行干燥处理，然后输入气化炉；在所述粉体混合机内混合的煤粉输入固液混合机内，并在固液混合机内混合后经干燥处理输入气化炉，或者，在所述粉体混合机内混合的煤粉直接输入气化炉内。本专利技术另一方面还提供一种催化剂负载系统，用于向煤粉上负载催化剂，所述催化剂为化工浓盐水，催化剂负载系统包括依次连接的分离装置、盐浓缩及结晶系统以及混合装置；所述分离装置用于将化工浓盐水分离为富NaCl溶液和富Na2SO4溶液；所述盐浓缩及结晶系统用于分别对富NaCl溶液和富Na2SO4溶液进行浓缩和/或结晶，并分别形成NaCl负载剂和Na2SO4负载剂；所述混合装置用于将NaCl负载剂和Na2SO4负载剂按预定比例与煤粉混合。可选地，所述分离装置为反渗透膜装置，所述盐浓缩及结晶系统包括NaCl浓缩装置、NaCl结晶装置，Na2SO4浓缩装置以及Na2SO4结晶装置；所述NaCl浓缩装置与所述NaCl结晶装置连接，所述Na2SO4浓缩装置与所述Na2SO4结晶装置连接，所述NaCl浓缩装置、NaCl结晶装置，Na2SO4浓缩装置以及Na2SO4结晶装置均与所述混合装置连接。可选地，所述混合装置包括固液混合机和粉体混合机，所述NaCl浓缩装置和所述Na2SO4浓缩装置均与所述固液混合机连接，所述NaCl结晶装置和所述Na2SO4结晶装置均与所述粉体混合机连接。可选地，所述混合装置还包括结晶盐熔融系统和破碎机，所述NaCl结晶装置和所述Na2SO4结晶装置均与所述结晶盐熔融系统连接，所述结晶盐熔融系统与所述破碎机连接，所述破碎机与所述粉体混合机连接。可选地，所述破碎机或所述粉体混合机与所述固液混合机连接。本专利技术进一步提供一种煤催化气化系统，包括：气化炉、干燥机以及本专利技术提供的催化剂负载系统；所述干燥机和所述气化炉均与所述混合装置连通，所述干燥机与所述气化炉连通。通过对化工浓盐水的分离和浓缩，可以使得NaCl负载剂和Na2SO4负载剂中离子浓度和比例相对稳定，便于控制与煤粉混合的比例调控，从而使得催化效果提高，而且能够保证稳定的催化效果。附图说明图1是本专利技术一实施方式中催化剂负载方法流程图；图2是本专利技术一实施方式中催化剂负载系统的原理图；图3是本专利技术另一实施方式中催化剂负载系统的原理图；图4是本专利技术一实施方式中煤催化气化系统的原理图；图5是本专利技术另一实施方式中煤催化气化系统的原理图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施方式提供一种催化剂负载方法，用于向煤粉上负载催化剂，所述催化剂采用化工浓盐水，该化工浓盐水可以为除盐水系统排水、循环水系统排水、回用水处理系统排水及锅炉系统排水中的一种或多种的组合，其中，主要离子浓度Na+≥100mg/L，Cl-≥50mg/L，NO3-≥20mg/L，SO42-≥50mg/L，利用浓盐水中碱金属盐NaCl、NaNO3以及Na2SO4的耦合催化作用作为煤催化气化的催化剂。这种化工浓盐水中各离子的浓度以及比例均不稳定，为了使得化工浓盐水发挥最大的催化作用，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂负载方法，用于向煤粉上负载催化剂，所述催化剂采用化工浓盐水，其特征在于，所述催化剂负载方法包括以下步骤：/nS1，提供化工浓盐水，并将化工浓盐水分离为富NaCl溶液和富Na

【技术特征摘要】
1.一种催化剂负载方法，用于向煤粉上负载催化剂，所述催化剂采用化工浓盐水，其特征在于，所述催化剂负载方法包括以下步骤：
S1，提供化工浓盐水，并将化工浓盐水分离为富NaCl溶液和富Na2SO4溶液；
S2，分别对富NaCl溶液和富Na2SO4溶液进行浓缩和/或结晶，并分别形成NaCl负载剂和Na2SO4负载剂；
S3，提供煤粉，将NaCl负载剂和Na2SO4负载剂按预定比例与煤粉混合，以完成NaCl负载剂和Na2SO4负载剂在煤粉上的负载。


2.根据权利要求1所述的催化剂负载方法，其特征在于，在所述S1中，采用反渗透膜将化工浓盐水分离为富NaCl溶液和富Na2SO4溶液。


3.根据权利要求1所述的催化剂负载方法，其特征在于，所述S2包括分别对富NaCl溶液和富Na2SO4溶液进行浓缩和结晶，所述NaCl负载剂包括NaCl结晶盐和NaCl盐溶液，所述Na2SO4负载剂包括Na2SO4结晶盐和Na2SO4盐溶液。


4.根据权利要求3所述的催化剂负载方法，其特征在于，所述NaCl盐溶液和Na2SO4盐溶液按预定比例输入固液混合机，并在所述固液混合机内与煤粉混合；
所述NaCl结晶盐和Na2SO4结晶盐按预定比例输入粉体混合机，并在所述粉体混合机内与煤粉混合。


5.根据权利要求4所述的催化剂负载方法，其特征在于，在所述固液混合机内的混合环境为：温度60℃-150℃，压力0.05MPa-1.0MPa，惰性气体气氛。


6.根据权利要求4所述的催化剂负载方法，其特征在于，所述NaCl结晶盐和Na2SO4结晶盐按预定比例输入粉体混合机的方法包括：先将所述NaCl结晶盐和Na2SO4结晶盐按预定比例输入结晶盐熔融系统进行高温熔融，形成熔融盐，然后将所述熔融盐粉碎，将粉碎后的熔融盐输入粉体混合机内与煤粉混合。


7.一种煤粉添加方法，用于向气化炉内添加负载催化剂的煤粉，其特征在于，所述负载催化剂的煤粉采用如权利要求4-6任一项所述的催化剂负载方法进行负载；所述煤粉添加方法包括：
在所述固液混合机内混合的煤粉先进行干燥处理，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦涛，刘雷，李克忠，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13