一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤催化气化领域，尤其涉及一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方 法。
【背景技术】
[0002] 煤催化气化是指煤与气化剂在有催化剂存在条件下进行气化反应的过程。在各种 催化剂中，钾催化剂具有良好的催化活性，在煤催化气化反应中是最为常见的一种催化剂， 然而，由于钾催化剂价格昂贵、腐蚀性强等特点，为了降低成本且减小对设备的腐蚀，需要 对其进行回收利用。
[0003] 煤催化气化灰渣中的钾催化剂主要有两种存在方式：水溶性钾盐形式与不溶性硅 铝酸钾形式，现有技术中，针对灰渣中钾催化剂的两种存在方式，主要采用水洗工艺与消解 工艺分别对水溶性钾盐与不溶性硅铝酸钾进行回收，其中，水洗工艺中消耗水量至少为灰 渣的6倍，消解工艺反应过程消耗水量也至少为灰渣的6倍，总耗水量为灰渣的12倍以上， 总钾回收率约为95%。
[0004] 以上可知：现有技术中回收工艺耗水量大，钾回收液浓度低，使得蒸发浓缩过程耗 能量大，总钾回收率较低，进而使得钾催化剂的回收利用成为最大的难题。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于，提供一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法，能够 在减小耗水量，降低能耗的同时提高灰渣中的总钾回收率。
[0006] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -方面，本发明实施例提供一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法，包括：
[0008] 水洗工段，以及包含至少两级消解反应的消解工段；
[0009] 其中，所述水洗工段将煤催化气化灰渣进行水洗，获得钾溶液以及水洗渣，所述水 洗渣进入最后一级消解反应的反应器作为最后一级消解反应的原料；
[0010] 所述消解工段中前一级消解反应生成的消解钾液进入下一级消解反应的反应器， 固体产物进入上一级消解反应的反应器作为上一级消解反应的原料；最后一级消解反应的 反应器内的消解钾液进入水洗工段。
[0011] 优选的，所述消解工段包含4-6级消解反应。
[0012] 其中，所述消解液从所述第一级消解反应的反应器进入，所述消解液中的消解剂 包含 Ca (OH)2。
[0013] 所述消解工段中Ca离子与K离子的摩尔比为0. 5-2. 5。
[0014] 可选的，所述消解反应的消解温度为100-200°C，消解压力为0· Ι-l.OMPa，消解时 间为 L 0-3. Oh。
[0015] 优选的，
[0016] 所述水洗工段包含至少两级水洗过程；
[0017] 其中，所述煤催化气化灰渣进入最后一级水洗过程的反应器；且所述水洗工段中 前一级水洗过程所得水洗渣进入上一级水洗的反应器作为上一级水洗过程的进料，所得钾 溶液进入下一级水洗的反应器，第一级水洗过程所得的水洗渣进入最后一级消解反应的反 应器作为最后一级消解反应的原料。
[0018] 进一步优选的，所述水洗工段包含4-6级水洗过程。
[0019] 其中，所述水洗过程的水洗温度为60-100°C，水洗时间为I. 0-3. Oh。
[0020] 所述消解液的一种优选添加方式为：所述消解液从所述第一级消解反应的反应器 连续进入。
[0021] 所述消解液的另一种优选添加方式为：所述消解液每间隔预设时间从所述第一级 消解反应的反应器进入。
[0022] 在此过程中，检测第一级消解反应所得固体产物中残钾含量；若第一级消解反应 所得固体产物中残钾含量大于2%，则向所述第一级消解反应的反应器加入所述消解液。
[0023] 本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法，所述煤催化气 化灰渣进入所述水洗工段进行水洗，获得水洗渣与钾溶液，所述水洗渣进入消解工段的最 后一级消解反应的反应器，所述消解液进入消解工段的第一级消解反应的反应器，所述水 洗渣与所述消解钾液逆向逐级进行消解反应，获得固体产物与消解钾液，所述消解钾液进 入所述水洗工段；由于所述水洗渣经过至少两级消解反应，能够将所述水洗渣中不可溶性 钾溶出，而所述消解钾液进入所述水洗工段能够进一步将煤催化气化灰渣中可溶性钾溶 出，得到高浓度的钾溶液，使得在减少耗水量，降低浓缩能耗的同时，提高总钾的回收率。克 服了现有技术中回收工艺耗水量大，钾回收液浓度低，使得蒸发浓缩过程耗能量大的缺陷。
[0024] 另一方面，本发明实施例提供一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法，包 括：
[0025] 消解工段，以及至少两级水洗的水洗工段；
[0026] 其中，所述煤催化气化灰渣进入最后一级水洗过程的反应器；且所述水洗工段中 前一级水洗过程所得水洗渣进入上一级水洗的反应器作为上一级水洗过程的进料，所得钾 溶液进入下一级水洗的反应器，第一级水洗过程所得的水洗渣进入所述消解工段作为消解 反应的原料；
[0027] 所述消解工段中加入消解液，对进入所述消解工段的水洗渣进行消解反应，获得 消解钾液以及固体产物，所述消解钾液进入所述第一级水洗的反应器作为所述第一级水洗 过程的水洗液。
[0028] 本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法，所述煤催化气 化灰渣进入所述水洗工段的最后一级水洗过程的反应器进行水洗，获得水洗渣，所述水洗 渣进入所述消解工段进行消解反应，获得固体产物与消解钾液，所述消解工段的消解钾液 进入第一级水洗过程的反应器作为所述水洗工段的水洗液，所述水洗液与所述煤催化气化 灰渣逆向逐级进行水洗；由于所述水洗渣进入所述消解工段能够进一步将水洗渣中不可溶 性钾溶出，而所述煤催化气化灰渣经过多级水洗，能够将所述煤催化气化灰渣中可溶性钾 溶出，得到高浓度的钾溶液，使得在减少耗水量，降低浓缩能耗的同时，提高总钾的回收率。 克服了现有技术中回收工艺耗水量大，钾回收液浓度低，使得蒸发浓缩过程耗能量大的缺 陷。
【附图说明】
[0029] 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 图获得其它的附图。
[0030] 图1为本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法流程图；
[0031] 图2为本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法流程图；
[0032] 图3为本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法流程图；
[0033] 图4为本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法流程图；
[0034] 图5为本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法流程图；
[0035] 图6为本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法流程图；
[0036] 图7为本发明实施例提供的一种煤催化气化灰渣中钾催化剂的回收方法流程图。
【具体实施方式】
[0037] 现将详细地提供本发明实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每 一实例作为解释而非限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对 本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的范围或精神。例如