CN106076313B - 利用含钒物料制备钒基煤气化催化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工催化剂生产领域，具体的涉及一种利用含钒物料制备钒基煤气化催化剂的方法，向含钒物料添加一定量的含钡的盐、氧化物或氢氧化物经高温氧化焙烧、磨碎得到钒基煤气化催化剂。本发明的有益效果是：1、不需要昂贵的五氧化二钒为原料，简化了生产工艺，极大地降低了钒基煤气化催化剂的生产成本，为工业应用提供了广阔的市场前景；2、利用各种含钒物料的变价元素，提高了钒基催化剂的活性。

Description

利用含钒物料制备钒基煤气化催化剂的方法
技术领域
本发明属于化工催化剂生产领域，具体的涉及一种利用含钒物料制备钒基煤气化催化剂的方法。
背景技术
目前煤的气化催化剂的开发主要是围绕降低煤气化的反应温度，提高煤气化的反应速率，改善煤气组成而是开展。目前研究开发的煤气催化剂有：（1）单体金属盐或氧化物催化剂，（2）复合催化剂（3）可弃催化剂。上述煤气化催化剂都不具备将CO2催化转化为CO的能力。现有的新型煤气化催化剂是以工业五氧化二钒和碳酸钡或硫酸钡为原料，经高温焙烧生产的，虽然该催化剂可将二氧化碳催化转化为可燃气体CO，但需价格昂贵的五氧化二钒为原料，生产成本高而限制其工业上的应用。
发明内容
本发明是针对现有存在的问题的解决方案而提出的一种利用含钒物料制备钒基煤气化催化剂的方法，采用含钒物料替代了昂贵的五氧化二钒，从而大大降低了生产成本。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：利用含钒物料制备钒基煤气化催化剂的方法，向含钒物料添加一定量的含钡的盐、氧化物或氢氧化物经高温氧化焙烧、磨碎得到钒基煤气化催化剂。
按上述方案，所述的含钒物料为含钒钢渣、含钒废催化剂，含钒铝渣或高品位含钒石煤。
按上述方案，所述的含钡的盐、氧化物或氢氧化物为碳酸钡、硫酸钡、氧化钡、氯化钡或氢氧化钡。
按上述方案，所述的含钡的盐优选为硫酸钡或碳酸钡。
按上述方案，所述的高温氧化焙烧温度范围为800-1000℃。
按上述方案，所述的高温氧化焙烧温度优选为920℃。
以本发明所得的煤气化催化剂催化时，其中的钡也参与煤的气化反应，所得的钒基煤气化催化剂BaO·Ba(V03)2中的钡可以还原为金属钡，钒被还原为低价态氧化物，金属钡和低价钒氧化物在高温条件极易被 O2和CO2氧化为BaO和V2O5进而化合为Ba(VO3)2，在煤的气化过程中因钡也参与了气化反应，所以催化效果好，催化活性不哀退，催化活性强，添加量小，成本低。
本发明的有益效果是：1、不需要昂贵的五氧化二钒为原料，简化了生产工艺，极大地降低了钒基煤气化催化剂的生产成本，为工业应用提供了广阔的市场前景；2、利用各种含钒物料的变价元素，提高了新型钒基催化剂的活性。
具体实施方式
以下结合具体实例，对所发明的钒基煤气化催化剂作进一步的详细阐述。这些实例并不是全部的实例，本发明并不仅限于如下实施例的范围。
实施例1
用含钒15%含钒钢渣，含钒1.0%含钒石煤，添加硫酸钡，以质量百分比计，含钒15%含钒钢渣：含钒1.0%含钒石煤：硫酸钡=50：100：18，配料球磨至80目，经Φ1.8m×60m迴转窑920℃氧化焙烧，焙烧渣球磨至-100目，经检测该钒基煤气化催化剂含五氧化二钒为5.01%。
将该催化剂在Φ0.8m单段气化炉以空气+水蒸汽作气化剂，按每吨无烟粉煤添加20kg该催化剂压球，以空白对照试验，经检测与空白对照煤气流量增加30%，CO含量增加15%，CO2含量下降25%。
当以空气+水蒸气+CO2+O2为气化剂，CO2供给量固定30m3/h 以氧气供给量控制炉温，按每吨无烟粉煤添加该催化剂20kg压球，以空白对照试验，经检测，煤气流量增加35%，CO增加30%，CO2下降45%，CO2 转化为CO转化率为46.5%。
实施例2：
用含钒4.50%的废触媒添加8%的碳酸钡，以质量百分比计，经Φ1.2m*30m回转窑850℃氧化焙烧，烧渣经球磨至-100目，经检测含V2O5 4.08%，将该催化剂在Φ0.8m单段气化炉以空气+水蒸汽作气化剂，按每吨烟粉煤添加25kg该催化剂压球，以空白对照试验，经检测与空白对照煤气流量增加35%，CO含量增加15%，CO2含量下降25%。
当以空气+水蒸汽+CO2+O2为气化剂，CO2供给量固定30m3/h以氧气供给量大小控制炉温，按每吨烟粉煤添加该催化剂25kg压球与空白对照试验，经检测煤气流量增加40%，CO增加35%，CO2下降40%CO2转化为CO转化率为41.2%。
实施例3
用含钒12%的含钒铝渣添加10%的碳酸钡，以质量百分比计，经-Φ1.2m*30m回转率900℃氧化焙烧，烧渣经球磨至-100目，经检测含V2O510.03%。将该催化剂在Φ0.8m单段气化炉以空气+水蒸汽作气化剂，按每吨无烟粉煤添加10kg该催化剂压球，以空白对照进行气化试验，经检测与空白对照煤气流量增加30%，CO含量增加24%.CO2含量下降20%。
当以空气+水蒸汽+CO2+O2为气化剂，CO2供给量固定30m3/n，以O2供给量大小，控制炉温，按每吨无烟粉煤添加该催化剂10kg压球与空白对照气化试验，经检测煤气流量增加37%，CO含量增加34%，CO2含量下降35%，CO2转化为CO转化率为43.2%。
实施例4
用经筛分精选含钒2.5%含钒石煤，添加4%硫酸钡成球，以质量百分比计，经组合立窑于850℃氧化焙烧，烧渣经球磨至-100目，经检测含V2O5 3.20%。将该催化剂在Φ0.8m单段气化炉以空气+水蒸汽作气化剂，按每吨烟粉煤添加30kg该催化剂压球，以空白对照进行气化试验。以检测与空白对照煤气流量增加34%，CO含量增加31%，CO2含量下降25%。
当以空气+水蒸汽+CO2+O2为气化剂，CO2供给量固定30m3/n以O2 供给量大小控制炉温，按每吨烟粉煤添加30kg该催化剂压球，以空白对照进行气化试验。以检测与空白对照煤气流量增加35%，CO含量增加32%，CO2含量下降31%。，CO2转化为CO转化率为46%。

Claims (2)

1.利用含钒物料制备钒基煤气化催化剂的方法，向含钒物料添加一定量的含钡的盐、氧化物或氢氧化物经高温氧化焙烧、磨碎得到钒基煤气化催化剂，高温氧化焙烧温度范围为800-1000℃，所述的含钒物料为含钒钢渣、含钒废催化剂，含钒铝渣或高品位含钒石煤，所述的含钡的盐、氧化物或氢氧化物为氧化钡、氯化钡或氢氧化钡。
2.根据权利要求1所述的利用含钒物料制备钒基煤气化催化剂的方法，其特征在于高温氧化焙烧温度为920℃。
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