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一种用于火区弃煤气化作业的分阶式催化剂及其制备方法

发布时间: 2022-02-17

基本信息

合作方式： 技术服务
成果类型： 新技术
行业领域：
高端装备制造产业,制造业
成果介绍

背景技术

煤田火灾在美国、印度、南非、澳大利亚、波兰等主要采煤国家和地区普遍存在。据统计，中国的25个主要产煤省区的130余个大中型矿区均出现不同程度的煤火危害，其中，新疆的煤田火灾最为严重。数据显示，由于煤田火灾导致煤炭资源损失量为***，每年因自燃直接烧损的煤炭资源量达10～***。可见，虽然煤田火灾直接燃烧的煤炭只占很小一部分，但大量煤炭资源受到火区的高温氧化及其它因素而被遗弃而无法有效利用，从而造成严重的资源浪费。

煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器(如气化炉)内，在一定的温度和压力下，通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、流化床或携带床)转化成气体，得到粗制水煤汽，通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气体的技术。煤气化技术是煤炭高效清洁利用的核心技术，能有效杜绝煤燃烧利用的环境污染问题。

由于煤田火区煤层的燃烧会产生大范围高温氧化区域，周围未燃煤层受到高温及氧化影响，未燃煤层煤的物理化学性质会发生极大改变，这就造成其燃烧及气化活性明显下降，这些受高温及氧化影响的煤炭资源用于燃烧时热值较低，不仅无法满足工业生产需要，而且用于煤气化技术时其气化活性极低，会造成气化过程中碳的转化率不高、生成的合成气杂质多、可燃成分含量低，也不满足合成气利用的标准要求。因此，这类受到高温及氧化影响的火区煤炭资源由于利用效果差、经济效益低，通常被丢弃在矿区附近。从而导致了目前大部分煤田火区的煤炭资源被大量遗弃无法得到有效利用的现状。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于火区弃煤气化作业的分阶式催化剂及其制备方法，可以在对煤田火区弃煤的气化过程中分阶段发挥作用，分别在气化前期提高煤气化活性及后期提高气化效率，特别适用于对煤田火区弃煤的气化利用。

为实现上述目的，本用于火区弃煤气化作业的分阶式催化剂包括催化剂芯材以及包覆在催化剂芯材外部的催化剂壁材；催化剂芯材由以下重量百分比的膨润土原料组成：60～70％的钙基膨润土，30～40％的钠基膨润土；催化剂壁材为8～10％KBr，30～40％KOH，50～60％KNO3。进一步的，催化剂芯材与催化剂壁材的质量比为1：(1～***)。进一步的，用于火区弃煤气化作业的分阶式催化剂的粒径为***～***。

一种用于火区弃煤气化作业的分阶式催化剂的制备方法，包括以下步骤：利用电子天平分别称量KBr、KOH和KNO3，并均匀混合得到催化剂壁材；利用电子天平分别称量粉末状态的钙基膨润土和钠基膨润土，并均匀混合得到催化剂芯材粉末。

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