CN105419876B - 一种无烟煤的预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种无烟煤的预处理方法，涉及煤催化气化领域，可提高无烟煤进行催化气化的反应活性，进一步拓宽了煤催化气化制天然气的煤种适用范围。该预处理方法包括：将无烟煤原料粉碎成无烟煤颗粒；将无烟煤颗粒与含有催化离子的水溶液进行混合，以使催化离子负载在无烟煤颗粒的表面；其中，催化离子包括：碱金属离子、碱土金属离子以及镍离子中的至少一种；对由无烟煤颗粒与含有催化离子的水溶液构成的混合物进行干燥处理，得到表面负载有催化离子的无烟煤颗粒；向干燥处理后的无烟煤颗粒中加入粘结剂，并进行成型处理，得到成型产物；将成型产物粉碎成无烟煤颗粒粘结体。用于无烟煤进行催化气化前的预处理。

Description

一种无烟煤的预处理方法
技术领域
本发明涉及煤催化气化领域，尤其涉及一种无烟煤的预处理方法。
背景技术
煤催化气化制天然气技术是现代煤炭清洁利用的主要途径之一。在进行煤催化气化的设备中，流化床因其碳转化率高、甲烷合成比例大，工艺技术成熟而被公认为目前煤催化气化制天然气最好的设备选择。
在目前的煤催化气化技术中，褐煤、次烟煤以及烟煤等低阶煤、中阶煤由于结构疏松，易于催化剂负载，因而催化气化的反应活性高，故广泛应用于流化床煤催化气化技术。
然而，自然界中存在大量的无烟煤，因无烟煤属于高阶煤，变质程度高、结构致密、挥发分低而含氧官能团少、反应性差，催化剂难以负载，因而无烟煤催化气化制天然气的利用率很低。
因此，如何提高无烟煤催化气化的反应活性，进一步拓宽煤催化气化制天然气的煤种适用范围成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，为解决现有技术的问题，本发明的实施例提供一种无烟煤的预处理方法，可提高无烟煤进行催化气化的反应活性，进一步拓宽了煤催化气化制天然气的煤种适用范围。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例提供了一种无烟煤的预处理方法，所述预处理方法包括：将无烟煤原料粉碎成无烟煤颗粒；将所述无烟煤颗粒与含有催化离子的水溶液进行混合，以使所述催化离子负载在所述无烟煤颗粒的表面；其中，所述催化离子包括：碱金属离子、碱土金属离子以及镍离子中的至少一种；对由所述无烟煤颗粒与所述含有催化离子的水溶液构成的混合物进行干燥处理，得到表面负载有所述催化离子的所述无烟煤颗粒；向干燥处理后的所述无烟煤颗粒中加入粘结剂，并进行成型处理，得到成型产物；将所述成型产物粉碎成无烟煤颗粒粘结体。
可选的，所述将无烟煤原料粉碎成无烟煤颗粒的步骤包括：在密闭环境下，对无烟煤原料进行粉碎处理，并在粉碎过程中通入空气和/或纯氧气，获得无烟煤颗粒。
进一步优选的，通入的所述空气和/或所述纯氧气的温度取值范围为105～180℃。
可选的，所述含有催化离子的水溶液包括：溶解有催化剂的水溶液；其中，所述催化剂包括：碱金属化合物、碱土金属化合物、镍化合物中的至少一种。
进一步优选的，所述催化剂为钾盐和/或钠盐。
可选的，加入的所述催化离子的元素质量为所述无烟煤颗粒总质量的1％～20％。
可选的，所述干燥处理的温度取值范围为105～180℃。
可选的，所述粘结剂包括：中温沥青和/或高温沥青。
可选的，所述粘结剂的加入量为所述无烟煤颗粒总质量的3％～7％。
可选的，所述无烟煤颗粒的粒径取值范围为80～109μm。
进一步优选的，所述无烟煤颗粒粘结体的粒径取值范围为大于等于0.5mm且小于5.0mm。
进一步优选的，80％及以上的所述无烟煤颗粒粘结体的粒径取值范围为1.0～2.0mm。
基于此，通过本发明实施例提供的上述预处理方法，通过对无烟煤原料进行细粉碎→负载催化剂→干燥成型再粉碎的工艺过程，提高了煤粒的表面积，增加了无烟煤颗粒与催化离子接触的表面积，使得催化离子有效地负载在煤颗粒表面。由于进入催化气化反应设备的无烟煤为表面负载有催化离子的无烟煤颗粒粘结体，粘结体的结构致密程度要小于现有技术采用的无烟煤原料颗粒，因此粘结体能表现出更高地反应活性，在进行后续的催化气化过程中，催化离子可形成熔融液态膜更好地覆盖在粒径细小的无烟煤颗粒表面，增加了与煤焦接触的界面，因而提供更多的活化表面积。
上述预处理方法提高了无烟煤进行催化气化的反应活性，有利于解决目前煤催化气化过程中无烟煤气化效率低的问题，拓宽了煤催化气化制天然气的煤种适用范围，提高了碳转化效率和甲烷收率；并且，上述预处理方法使得目前广泛采用的流化床设备能够更加有效地气化无烟煤，进一步拓宽了流化床的煤种适用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种提高无烟煤催化气化活性的预处理方法工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要指出的是，除非另有定义，本发明实施例中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
如图1所示，本发明实施例提供了一种提高无烟煤催化气化活性的预处理方法，该预处理方法包括：
S01、将无烟煤原料粉碎成无烟煤颗粒；
S02、将无烟煤颗粒与含有催化离子的水溶液进行混合，以使催化离子负载在无烟煤颗粒的表面；其中，催化离子包括：碱金属离子、碱土金属离子以及镍离子中的至少一种；
S03、对由无烟煤颗粒与含有催化离子的水溶液构成的混合物进行干燥处理，得到表面负载有催化离子的无烟煤颗粒；
S04、向干燥处理后的无烟煤颗粒中加入粘结剂，并进行成型处理，获得成型产物；
S05、将成型产物粉碎成无烟煤颗粒粘结体。
需要说明的是，第一、无烟煤原料变质程度高，本身微孔数量和氧官能团数量很少，导致催化剂难以有效地负载在煤粒表面，使得后续进行煤催化气化的反应活性低。对无烟煤原料进行适当地粉碎处理，可使得催化离子可有效地负载在煤颗粒表面。
无烟煤原料的粉碎程度应该控制在一个合理的数值范围内，破碎程度过小，则导致粒径尺寸过大，催化离子不能与煤粒表面充分接触，后续进行催化气化的效果较差；破碎程度过大，则导致粒径尺寸过小，会导致在后续与含有催化离子的水溶液进行混合的过程中细小的煤粒发团簇现象，不利于催化离子的负载，且由于破碎程度过大，粉碎工艺的成本也会增加。
优选的，将无烟煤原料粉碎至粒径取值范围为80～109μm的无烟煤颗粒，可有效提高煤颗粒的表面积，增加了无烟煤颗粒与催化离子接触的表面积，使得催化离子有效地负载在煤颗粒表面。使得在进行后续的催化气化过程中，催化离子可形成熔融液态膜更好地覆盖在粒径细小的无烟煤颗粒表面，增加了与煤焦接触的界面，提供更多的活化表面积，从而提高了无烟煤气化反应的活性。
并且，上述粒径数值范围还可保证煤粉在后续的与含有催化离子的水溶液进行混合的过程中不会因为粒径过小而发生团簇。
这里，上述的粒径取值范围为80～109μm，换算为本领域技术人员常用的目数单位即为180～140目。其中，目数定义为物料的粒度或粗细度，一般是指筛网在1英寸内的孔数。目数越大，说明物料粒度越细；反之，目数越小，说明物料粒度越大。
无烟煤原料粉碎的粒径进一步更优选地可以为90～106μm，即170～150目。
第二、在上述步骤S02中，催化离子是指溶解在水中的催化剂阳离子。含有催化离子的水溶液包括：溶解有催化剂的水溶液；其中，催化剂包括：碱金属化合物、碱土金属化合物、镍化合物中的至少一种。
例如，可以是将上述带有催化活性的碱金属化合物、碱土金属化合物、镍化合物中的至少一种溶解于水中，水量以能够完全溶解加入的催化剂为准。
这里，考虑到若催化剂的加入量过少，则会导致无烟煤颗粒表面没有充分地负载催化离子，不利于充分地提高煤催化气化的反应活性；而由于无烟煤颗粒的表面积有限，若催化剂的加入量过多，则会导致一些催化离子不能有效地负载在无烟煤颗粒表面，对催化剂产生浪费。因此，进一步优选的，加入的催化离子的元素质量为无烟煤颗粒总质量的1％～20％。
上述的镍化合物可以为镍的氧化物或镍盐，如一氧化镍、三氧化二镍、氢氧化镍、硫酸镍、氯化镍以及硝酸镍等。综合考虑到催化剂的价格以及催化活性，上述的催化剂进一步优选为钾盐和/或钠盐。
其中，钾盐可以为碳酸钾、醋酸钾、硫酸钾、草酸钾、酸钾等，并优选为高效催化剂碳酸钾；钠盐可以为碳酸钠、醋酸钠、硫酸钠、草酸钠、酸钠等，并优选为高效催化剂碳酸钠。
这里，以提供催化离子的催化剂为碳酸钾(化学式为K2CO3)，加入的催化离子(即K+离子)的元素质量为无烟煤颗粒总质量的5.7％为例，催化剂K2CO3的加入量(以符号“Mg”表示)可由以下计算过程得出：
设无烟煤颗粒总质量为100g，则需要加入的K+离子的元素质量为(5.7％×100)g，即5.7g。K+离子元素的摩尔质量为39.0983g/mol(为计算方便，取近似值40g/mol)，K2CO3的摩尔质量为138g/mol(C元素的摩尔质量为12.0107g/mol，取近似值12g/mol；O元素的摩尔质量为15.9994g/mol，取近似值16g/mol)。需要加入的K+离子的元素质量与K2CO3的质量存在以下关系式：
则可计算出提供K2CO3的加入量近似于10g，即催化剂K2CO3的加入量约为无烟煤颗粒总质量的10％。
进一步的，在上述步骤S02中，将无烟煤颗粒与含有催化离子的水溶液进行混合的方式包括但不限于浸渍法、喷淋法等多种方法，只要使得无烟煤颗粒与上述水溶液混合，以使催化剂离子负载在上述无烟煤颗粒上即可，具体可根据工艺条件灵活调整混合方法，本发明实施例对此不作限定。
第三、针对上述步骤S03，干燥处理的温度以使无烟煤颗粒干燥即可，优选地取值范围为105～180℃。
第四、针对上述步骤S04和步骤S05，由于粉碎处理后的无烟煤颗粒的煤粒非常微小，例如通常仅为80～109μm，若将具有上述粒径取值范围的无烟煤颗粒直接送进催化气化的反应装置中进行反应，由于催化气化的反应装置中有流动的热蒸汽，会导致细小的煤粉扬起而不能进行正常反应。因此，需要通过上述的步骤S04对负载有催化离子的无烟煤颗粒进行干燥，并通过加入粘结剂以使无烟煤颗粒成型后再次粉碎至由多个无烟煤颗粒粘结在一起形成的无烟煤颗粒粘结体，无烟煤颗粒粘结体的粒径尺寸以满足后续催化气化反应的设备所需的反应原料粒径数值即可，本发明实施例对此不作限定。
这里，以目前煤催化气化反应广泛采用的流化床设备为例，流化床入炉煤要求煤颗粒在5.0mm以下，因此，需要通过粘结剂将负载有催化离子的无烟煤颗粒粘结在一起，并经过粉碎、筛分得到粒径为大于等于0.5mm且小于5.0mm的粘结体，粘结强度保证入炉前不破碎即可，以保证流化床气化过程中煤粒正常流化。
并且进一步优选的，在粉碎处理后的无烟煤颗粒粘结体中，80％及以上的粘结体的粒径取值范围为1.0～2.0mm。即将负载有催化离子的无烟煤颗粒粘结在一起形成的粘结体80％及以上粉碎、筛分至上述粒径范围，以使得入炉的原料粒径分布更细小且更为均匀。
基于此，通过本发明实施例提供的上述预处理方法，通过对无烟煤原料进行细粉碎→负载催化剂→干燥成型再粉碎的工艺过程，提高了煤粒的表面积，增加了无烟煤颗粒与催化离子接触的表面积，使得催化离子有效地负载在煤颗粒表面。由于进入催化气化反应设备的无烟煤为表面负载有催化离子的无烟煤颗粒粘结体，粘结体的结构致密程度要小于现有技术采用的无烟煤原料颗粒，因此粘结体能表现出更高地反应活性，在进行后续的催化气化过程中，催化离子可形成熔融液态膜更好地覆盖在粒径细小的无烟煤颗粒表面，增加了与煤焦接触的界面，因而提供更多的活化表面积。
上述预处理方法提高了无烟煤进行催化气化的反应活性，有利于解决目前煤催化气化过程中无烟煤气化效率低的问题，拓宽了煤催化气化制天然气的煤种适用范围，提高了碳转化效率和甲烷收率；并且，上述预处理方法使得目前广泛采用的流化床设备能够更加有效地气化无烟煤，进一步拓宽了流化床的煤种适用范围。
在上述基础上，上述步骤S01具体包括以下过程：
在密闭环境下，对无烟煤原料进行粉碎处理，并在粉碎过程中通入空气和/或纯氧气，获得无烟煤颗粒。
这里，无烟煤原料在密闭环境下进行高强度粉碎，粉碎过程中并伴随有空气和/或氧气的通入，此时煤粒在高机械和含氧气体的作用下，无烟煤颗粒表面氧化程度能够得以提高，大大增加了颗粒表面氧官能团的数量，使得催化离子能够更好地附着在煤粒表面，增加后续气化活性。
由于空气中的氧气含量仅为21％，当仅通入空气所能提供的氧含量不足时，可以在通入空气的基础上再通入一定量的纯氧气作为氧元素的补充；或者，也可以仅通入纯氧气。可根据无烟煤原料的质量以及待粉碎的粒径程度等具体工艺参数，灵活选择通入气体的种类及通入量，本发明实施例具体不作限定。
进一步的，通入的空气和/或纯氧气为热气体，其温度取值范围为105～180℃。这样一来，利用高温含氧气体可进一步提高无烟煤颗粒的表面氧化程度，增加后续气化活性。
在上述基础上，上述步骤S04中加入的粘结剂优选为中温沥青和/或高温沥青。
由于煤催化气化生成高浓度的甲烷气体并伴随有副产物焦油，焦油中40％～50％的组分为沥青。沥青主要由碳氢元素构成，在流化床中可完全气化，能够在增加有效气体产率的同时，进一步实现煤产物废弃物再利用，经济环保。
沥青在常温下通常是体积密度为1.25～1.35g/cm3的黑色固体，加热到一定温度即呈软化状态，根据软化点的不同，可将沥青分为不同种类。其中，中温沥青是指环球法软化点为75～95℃的沥青组分；高温沥青是指环球法软化点为95～120℃的沥青组分。由于中温沥青软化点较低，即可熔融温度较低，且具有较好的粘结性，因此优选为采用中温沥青为加入的粘结剂。
在上述基础上，由于无烟煤颗粒先与含有催化离子的水溶液进行混合，即无烟煤颗粒中含有了一定量的催化剂，如钾盐和/或钠盐，催化剂本身对煤颗粒具有一定的粘结作用，因此，后续粘结剂的加入量不需要过多，粘结剂的加入量为无烟煤颗粒总质量的3％～7％即可。
以加入的粘结剂为中温沥青为例，在干燥处理后的无烟煤颗粒中加入3％～7％的中温沥青，加热至熔融流动状态，使无烟煤颗粒与熔融的沥青充分搅拌混合后冷却至室温，再进行相应地成型处理，得到成型产物以进行后续的粉碎处理。
为了进一步详细阐述本发明实施例提供的上述预处理方法，下面将通过具体实验数据分析来体现无烟煤原料经过上述预处理方法后催化气化的反应活性得以显著提高的程度。
采用目前行业内常见的两种无烟煤原料作为实验分析原料，首先对原煤进行煤质分析，具体数据见表1；其中，符号“1#”和符号“2#”表示两种无烟煤。
表1
备注：表1中，Mar代表收到基水分含量；Aad代表空气干燥条件下灰分含量；Vad代表空气干燥条件下挥发分含量；Cd代表干燥条件下碳元素含量；Hd代表干燥条件下氢元素含量；Nd代表干燥条件下氮元素含量；Sd代表干燥条件下硫元素含量；Od代表干燥条件下氧元素含量。以上数据均为实验计算所得。
表1中的上述数据说明，两种无烟煤原料挥发分含量均小于10％，属于高变质程度无烟煤，且含氢、氧元素含量很少，相比于褐煤和烟煤等低、中阶煤，反应活性低，气化难度大。
下面将煤样负载催化剂后加入自制的流化床反应设备中进行催化气化活性评价，评价条件为：温度800℃，压力3.5MPa，水蒸气与煤粉质量比为1.5，固体停留时间2h。
对比例1～4为采用现有技术的催化剂负载方式进行实验对比：
对比例1
将1#号样品的无烟煤原料经干燥、粉碎、筛分处理后得到粒径范围为大于等于0.5mm且小于5.0mm无烟煤颗粒，称取一定量的K2CO3(K2CO3的加入量为无烟煤颗粒总质量的10％)溶解于水中制成水溶液，将该水溶液采用喷淋法，边搅拌边喷洒于上述无烟煤颗粒表面，静置后于干燥器中进行干燥处理以去除水分，干燥温度为105～180℃，之后对干燥后负载有碱金属钾离子催化剂的无烟煤颗粒进行流化床催化气化评价，活性评价参数如上。K/C质量分数为7.7％。
这里，由于构成无烟煤的主要元素为碳(元素符号为C)故以比值K/C来表示加入的催化离子(上述对比例1中即为K+)的元素质量为无烟煤颗粒总质量的比例，下文中不再赘述。
对比例2
将2#号样品的无烟煤原料按照上述对比例1进行煤样处理，之后进行流化床催化气化评价。
对比例3
将1#号样品的无烟煤原料经干燥、粉碎、筛分处理后得到粒径范围为大于等于0.5mm且小于5.0mm的无烟煤颗粒，称取一定量的Na2CO3(Na2CO3的加入量为无烟煤颗粒总质量的10％)溶解于水中制成水溶液，将该水溶液采用喷淋法，边搅拌边喷洒于上述无烟煤颗粒表面，静置后于干燥器中进行干燥处理以去除水分，干燥温度为105～180℃，之后对干燥后负载有碱金属钾离子催化剂的无烟煤颗粒进行流化床催化气化评价，活性评价参数如上。Na/C质量分数为4.3％。
对比例4
将2#号样品的无烟煤原料按照上述对比例3进行煤样处理，之后进行流化床催化气化评价。
以下实施例1～4为采用本发明提供的上述新型无烟煤预处理工艺：
实施例1
将1#号样品的无烟煤原料经干燥、破碎、筛分处理得到粒径范围为80～109μm(即180～140目)的无烟煤颗粒，称取一定量的K2CO3(K2CO3的加入量为无烟煤颗粒总质量的10％)溶解于水中制成水溶液，将该水溶液采用喷淋法，边搅拌边喷洒于上述无烟煤颗粒表面，充分搅拌后放置于干燥器中进行干燥以去除水分，干燥温度为105～180℃。将干燥后负载有碱金属钾离子催化剂无烟煤颗粒与粘结剂(中温沥青)充分混合，其中无烟煤颗粒总质量95份，粘结剂质量5份(即粘结剂的加入量为无烟煤颗粒总质量的5.26％)。将混合有粘结剂的上述无烟煤颗粒成型后进行粉碎、筛分处理后得到粒径范围为大于等于0.5mm且小于5.0mm的表面负载有催化离子的无烟煤颗粒粘结体之后进行流化床催化气化评价。K/C质量分数为7.7％。
实施例2
将2#号样品的无烟煤原料按照上述实施例1进行煤样处理，之后进行流化床催化气化评价。
实施例3
将1#号样品的无烟煤原料经干燥、破碎、筛分处理得到粒径范围为80～109μm(即180～140目)的无烟煤颗粒，称取一定量的Na2CO3(Na2CO3的加入量为无烟煤颗粒总质量的10％)溶解于水中制成水溶液，将该水溶液采用喷淋法，边搅拌边喷洒于上述无烟煤颗粒表面，充分搅拌后放置于干燥器中进行干燥以去除水分，干燥温度为105～180℃。将干燥后负载有碱金属钾离子催化剂无烟煤颗粒与粘结剂(中温沥青)充分混合，其中无烟煤颗粒总质量95份，粘结剂质量5份(即粘结剂的加入量为无烟煤颗粒总质量的5.26％)。将混合有粘结剂的上述无烟煤颗粒成型后进行粉碎、筛分处理后得到粒径范围为大于等于0.5mm且小于5.0mm的表面负载有催化离子的无烟煤颗粒粘结体之后进行流化床催化气化评价。Na/C质量分数为4.3％。
实施例4
将2#号样品的无烟煤原料按照上述实施例3进行煤样处理，之后进行流化床催化气化评价。
空白例1
直接采用粒径取值范围为大于等于0.5mm且小于5.0mm的1#号无烟煤原料进行流化床催化气化评价。
空白例2
直接采用粒径取值范围为大于等于0.5mm且小于5.0mm的2#号无烟煤原料进行流化床催化气化评价。
上述空白例1、2同上述对比例1～4、实施例1～4的催化气化结果进行对比。具体数值见表2。
表2
由以上对比例1～4、实施例1～4以及空白例1、2的催化气化实验数据结果对比可知：相比于空白例1、2的无烟煤原煤，采用现有技术负载催化剂方法与本发明实施例提供的上述新型预处理负载催化剂方法均提高了无烟煤催化气化的碳转化率，但现有技术的碳转化率较空白例相比提高幅度很小；而采用本发明实施例提供的上述新型预处理方式，相对比现有技术，因为大大增加了无烟煤颗粒与催化剂接触的表面积，使得无烟煤在进行催化气化过程中能提供更多的活化表面积，气化反应性更好，因此表现出了更高的催化活性。由此可表明对采用本发明实施例提供的上述预处理方法获得的无烟煤进行催化气化的反应活性能够得以显著提高，进一步拓宽了煤催化气化制天然气的煤种适用范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种无烟煤的预处理方法，其特征在于，所述预处理方法包括：
将无烟煤原料粉碎成无烟煤颗粒；
将所述无烟煤颗粒与含有催化离子的水溶液进行混合，以使所述催化离子负载在所述无烟煤颗粒的表面；其中，所述催化离子包括：碱金属离子、碱土金属离子以及镍离子中的至少一种；
对由所述无烟煤颗粒与所述含有催化离子的水溶液构成的混合物进行干燥处理，得到表面负载有所述催化离子的所述无烟煤颗粒；
向干燥处理后的所述无烟煤颗粒中加入粘结剂，并进行成型处理，得到成型产物；
将所述成型产物粉碎成无烟煤颗粒粘结体。
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述将无烟煤原料粉碎成无烟煤颗粒的步骤包括：
在密闭环境下，对无烟煤原料进行粉碎处理，并在粉碎过程中通入空气和/或纯氧气，获得无烟煤颗粒。
3.根据权利要求2所述的预处理方法，其特征在于，通入的所述空气和/或所述纯氧气的温度取值范围为105～180℃。
4.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述含有催化离子的水溶液包括：溶解有催化剂的水溶液；
其中，所述催化剂包括：碱金属化合物、碱土金属化合物、镍化合物中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的预处理方法，其特征在于，所述催化剂为钾盐和/或钠盐。
6.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，加入的所述催化离子的元素质量为所述无烟煤颗粒总质量的1％～20％。
7.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述干燥处理的温度取值范围为105～180℃。
8.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述粘结剂包括：中温沥青和/或高温沥青。
9.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述粘结剂的加入量为所述无烟煤颗粒总质量的3％～7％。
10.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述无烟煤颗粒的粒径取值范围为80～109μm。
11.根据权利要求10所述的预处理方法，其特征在于，所述无烟煤颗粒粘结体的粒径取值范围为大于等于0.5mm且小于5.0mm。
12.根据权利要求11所述的预处理方法，其特征在于，80％及以上的所述无烟煤颗粒粘结体的粒径取值范围为1.0～2.0mm。
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