一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤催化氣化領(lǐng)域，尤其涉及一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤催化氣化是指煤與氣化劑在有催化劑存在條件下進(jìn)行氣化反應(yīng)的過程。在各種 催化劑中，鉀催化劑具有良好的催化活性，在煤催化氣化反應(yīng)中是最為常見的一種催化劑， 然而，由于鉀催化劑價格昂貴、腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，為了降低成本且減小對設(shè)備的腐蝕，需要 對其進(jìn)行回收利用。
[0003] 煤催化氣化灰渣中的鉀催化劑主要有兩種存在方式：水溶性鉀鹽形式與不溶性硅 鋁酸鉀形式，現(xiàn)有技術(shù)中，針對灰渣中鉀催化劑的兩種存在方式，主要采用水洗工藝與消解 工藝分別對水溶性鉀鹽與不溶性硅鋁酸鉀進(jìn)行回收，其中，水洗工藝中消耗水量至少為灰 渣的6倍，消解工藝反應(yīng)過程消耗水量也至少為灰渣的6倍，總耗水量為灰渣的12倍以上， 總鉀回收率約為95%。
[0004] 以上可知：現(xiàn)有技術(shù)中回收工藝耗水量大，鉀回收液濃度低，使得蒸發(fā)濃縮過程耗 能量大，總鉀回收率較低，進(jìn)而使得鉀催化劑的回收利用成為最大的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的在于，提供一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法，能夠 在減小耗水量，降低能耗的同時提高灰渣中的總鉀回收率。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法，包括：
[0008] 水洗工段，以及包含至少兩級消解反應(yīng)的消解工段；
[0009] 其中，所述水洗工段將煤催化氣化灰渣進(jìn)行水洗，獲得鉀溶液以及水洗渣，所述水 洗渣進(jìn)入最后一級消解反應(yīng)的反應(yīng)器作為最后一級消解反應(yīng)的原料；
[0010] 所述消解工段中前一級消解反應(yīng)生成的消解鉀液進(jìn)入下一級消解反應(yīng)的反應(yīng)器， 固體產(chǎn)物進(jìn)入上一級消解反應(yīng)的反應(yīng)器作為上一級消解反應(yīng)的原料；最后一級消解反應(yīng)的 反應(yīng)器內(nèi)的消解鉀液進(jìn)入水洗工段。
[0011] 優(yōu)選的，所述消解工段包含4-6級消解反應(yīng)。
[0012] 其中，所述消解液從所述第一級消解反應(yīng)的反應(yīng)器進(jìn)入，所述消解液中的消解劑 包含 Ca (OH)2。
[0013] 所述消解工段中Ca離子與K離子的摩爾比為0. 5-2. 5。
[0014] 可選的，所述消解反應(yīng)的消解溫度為100-200°C，消解壓力為0· Ι-l.OMPa，消解時 間為 L 0-3. Oh。
[0015] 優(yōu)選的，
[0016] 所述水洗工段包含至少兩級水洗過程；
[0017] 其中，所述煤催化氣化灰渣進(jìn)入最后一級水洗過程的反應(yīng)器；且所述水洗工段中 前一級水洗過程所得水洗渣進(jìn)入上一級水洗的反應(yīng)器作為上一級水洗過程的進(jìn)料，所得鉀 溶液進(jìn)入下一級水洗的反應(yīng)器，第一級水洗過程所得的水洗渣進(jìn)入最后一級消解反應(yīng)的反 應(yīng)器作為最后一級消解反應(yīng)的原料。
[0018] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述水洗工段包含4-6級水洗過程。
[0019] 其中，所述水洗過程的水洗溫度為60-100°C，水洗時間為I. 0-3. Oh。
[0020] 所述消解液的一種優(yōu)選添加方式為：所述消解液從所述第一級消解反應(yīng)的反應(yīng)器 連續(xù)進(jìn)入。
[0021] 所述消解液的另一種優(yōu)選添加方式為：所述消解液每間隔預(yù)設(shè)時間從所述第一級 消解反應(yīng)的反應(yīng)器進(jìn)入。
[0022] 在此過程中，檢測第一級消解反應(yīng)所得固體產(chǎn)物中殘鉀含量；若第一級消解反應(yīng) 所得固體產(chǎn)物中殘鉀含量大于2%，則向所述第一級消解反應(yīng)的反應(yīng)器加入所述消解液。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法，所述煤催化氣 化灰渣進(jìn)入所述水洗工段進(jìn)行水洗，獲得水洗渣與鉀溶液，所述水洗渣進(jìn)入消解工段的最 后一級消解反應(yīng)的反應(yīng)器，所述消解液進(jìn)入消解工段的第一級消解反應(yīng)的反應(yīng)器，所述水 洗渣與所述消解鉀液逆向逐級進(jìn)行消解反應(yīng)，獲得固體產(chǎn)物與消解鉀液，所述消解鉀液進(jìn) 入所述水洗工段；由于所述水洗渣經(jīng)過至少兩級消解反應(yīng)，能夠?qū)⑺鏊丛胁豢扇苄?鉀溶出，而所述消解鉀液進(jìn)入所述水洗工段能夠進(jìn)一步將煤催化氣化灰渣中可溶性鉀溶 出，得到高濃度的鉀溶液，使得在減少耗水量，降低濃縮能耗的同時，提高總鉀的回收率?？?服了現(xiàn)有技術(shù)中回收工藝耗水量大，鉀回收液濃度低，使得蒸發(fā)濃縮過程耗能量大的缺陷。
[0024] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法，包 括：
[0025] 消解工段，以及至少兩級水洗的水洗工段；
[0026] 其中，所述煤催化氣化灰渣進(jìn)入最后一級水洗過程的反應(yīng)器；且所述水洗工段中 前一級水洗過程所得水洗渣進(jìn)入上一級水洗的反應(yīng)器作為上一級水洗過程的進(jìn)料，所得鉀 溶液進(jìn)入下一級水洗的反應(yīng)器，第一級水洗過程所得的水洗渣進(jìn)入所述消解工段作為消解 反應(yīng)的原料；
[0027] 所述消解工段中加入消解液，對進(jìn)入所述消解工段的水洗渣進(jìn)行消解反應(yīng)，獲得 消解鉀液以及固體產(chǎn)物，所述消解鉀液進(jìn)入所述第一級水洗的反應(yīng)器作為所述第一級水洗 過程的水洗液。
[0028] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法，所述煤催化氣 化灰渣進(jìn)入所述水洗工段的最后一級水洗過程的反應(yīng)器進(jìn)行水洗，獲得水洗渣，所述水洗 渣進(jìn)入所述消解工段進(jìn)行消解反應(yīng)，獲得固體產(chǎn)物與消解鉀液，所述消解工段的消解鉀液 進(jìn)入第一級水洗過程的反應(yīng)器作為所述水洗工段的水洗液，所述水洗液與所述煤催化氣化 灰渣逆向逐級進(jìn)行水洗；由于所述水洗渣進(jìn)入所述消解工段能夠進(jìn)一步將水洗渣中不可溶 性鉀溶出，而所述煤催化氣化灰渣經(jīng)過多級水洗，能夠?qū)⑺雒捍呋瘹饣以锌扇苄遭?溶出，得到高濃度的鉀溶液，使得在減少耗水量，降低濃縮能耗的同時，提高總鉀的回收率。 克服了現(xiàn)有技術(shù)中回收工藝耗水量大，鉀回收液濃度低，使得蒸發(fā)濃縮過程耗能量大的缺 陷。
【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附 圖獲得其它的附圖。
[0030] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法流程圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法流程圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法流程圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法流程圖；
[0034] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法流程圖；
[0035] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法流程圖；
[0036] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤催化氣化灰渣中鉀催化劑的回收方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 現(xiàn)將詳細(xì)地提供本發(fā)明實(shí)施方式的參考，其一個或多個實(shí)例描述于下文。提供每 一實(shí)例作為解釋而非限制本發(fā)明。實(shí)際上，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見的是，可以對 本發(fā)明進(jìn)行多種修改和變化而不背離本發(fā)明的范圍或精神。例如