一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及煤催化氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤催化氣化技術(shù)是潔凈且高效利用煤的一種重要方式。在煤催化氣化技術(shù)中，煤 在相對(duì)較低的溫度下與水蒸汽（H2O)、氫氣（H2)、一氧化碳（CO)組成的氣化劑在催化劑的催 化作用下進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成高濃度的甲烷（CH4)。
[0003] 煤催化氣化技術(shù)使用的催化劑主要是堿金屬、堿土金屬和過渡金屬等的無機(jī)化合 物，其中堿金屬催化劑的催化活性相對(duì)較佳，能有效提高氣化反應(yīng)速率、提高氣化爐出口甲 烷含量，然而，氣化后的灰渣中含有大量堿金屬催化劑，需要進(jìn)行回收處理，但催化劑回收 工藝能耗高、成本高，大大影響了催化氣化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)，氣化灰渣中的堿金屬化合 物回收通常并不完全，如若直接排放到環(huán)境中會(huì)引發(fā)環(huán)境污染。因此如何高效利用催化氣 化工藝所產(chǎn)生的含堿灰渣在本領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注，但目前尚無較好的解決方法。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型提供了一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了含堿灰渣的資源化利用，有 效地避免了將其排放到環(huán)境中引起的環(huán)境污染問題。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本實(shí)用新型提供了一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)，所述含堿灰渣再利用系統(tǒng)包括催化 氣化單元以及與所述催化氣化單元相連的生物柴油制備單元，其中，所述催化氣化單元產(chǎn) 生的含堿灰渣被供應(yīng)至所述生物柴油制備單元中作為生產(chǎn)生物柴油的催化劑。
[0007] 進(jìn)一步地，所述含堿灰渣再利用系統(tǒng)還包括與所述催化氣化單元相連的微藻養(yǎng)殖 單元，其中，所述催化氣化單元產(chǎn)生的廢氣、廢水被供應(yīng)至所述微藻養(yǎng)殖單元。
[0008] 優(yōu)選地，所述微藻養(yǎng)殖單元還與所述生物柴油制備單元相連。
[0009] 具體地，所述催化氣化單元通過甲烷化或多聯(lián)產(chǎn)單元與所述生物柴油制備單元相 連，所述甲烷化或多聯(lián)產(chǎn)單元被配置為將來自所述催化氣化單元的氣體進(jìn)行甲烷化或多聯(lián) 產(chǎn)并將得到的甲醇供應(yīng)至所述生物柴油制備單元。
[0010] 具體地，所述催化氣化單元通過煤氣凈化單元與所述甲烷化或多聯(lián)產(chǎn)單元相連， 并且所述煤氣凈化單元還與所述微藻養(yǎng)殖單元相連，所述煤氣凈化單元被配置為對(duì)來自所 述催化氣化單元的氣體進(jìn)行凈化分離并將得到的含有機(jī)物和/或氨的廢水、以及二氧化碳 廢氣供應(yīng)至所述微藻養(yǎng)殖單元，并將凈化后的氣體供應(yīng)至所述甲烷化或多聯(lián)產(chǎn)單元。
[0011] 進(jìn)一步地，所述微藻養(yǎng)殖單元通過微藻處理單元與所述生物柴油制備單元相連， 所述微藻處理單元被配置為從來自所述微藻養(yǎng)殖單元的微藻中提取藻油、并將所述藻油供 應(yīng)至所述生物柴油制備單元；或者被配置為對(duì)來自所述微藻養(yǎng)殖單元的微藻進(jìn)行干燥以形 成藻粉、并將所述藻粉供應(yīng)至所述生物柴油制備單元。
[0012] 優(yōu)選地，所述催化氣化單元通過含堿灰渣預(yù)處理單元與所述生物柴油制備單元相 連，所述含堿灰渣預(yù)處理單元被配置為對(duì)所述含堿灰渣進(jìn)行預(yù)處理，使所述含堿灰渣中的 堿金屬化合物和/或堿土金屬化合物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的碳酸鹽。
[0013] 可選地，所述催化氣化單元通過催化劑回收單元與所述含堿灰澄預(yù)處理單元相 連，所述催化劑回收單元被配置為對(duì)所述含堿灰渣進(jìn)行水洗以回收部分可溶性堿金屬含堿 化合物和/或堿土金屬化合物。
[0014] 可選地，所述催化氣化單元通過激冷單元與所述含堿灰澄預(yù)處理單元相連，所述 激冷單元被配置為對(duì)來自所述催化氣化單元的高溫含堿灰渣進(jìn)行激冷。
[0015] 可選地，所述含堿灰渣再利用系統(tǒng)還包括與所述催化氣化單元相連的催化劑配置 單元，所述催化劑配置單元還與所述催化劑回收單元相連，所述催化劑回收單元還被配置 為將回收的可溶性堿金屬化合物或堿土金屬化合物供應(yīng)至所述催化劑配置單元。
[0016] 本實(shí)用新型提供了一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)將催化氣化單元與生物柴油 制備單元聯(lián)系起來，并將催化氣化單元產(chǎn)生的含堿灰渣供應(yīng)到生物柴油制備單元中，由于 催化氣化單元產(chǎn)生的含堿灰渣中，所述"堿"通常為堿金屬化合物或者為堿土金屬化合物； 而生物柴油制備單元中，可以將這些堿金屬化合物或堿土金屬化合物作為催化劑來催化油 脂同甲醇之間的酯交換反應(yīng)，從而生產(chǎn)生物柴油，這樣，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了含堿灰渣的資源 化利用，避免將其排放到環(huán)境中而引起環(huán)境污染；
[0017] 此外，在生物柴油制備單元中，含堿灰渣中的灰渣可以看作是催化劑的載體，即相 當(dāng)于將催化劑（堿金屬化合物或堿土金屬化合物）負(fù)載到了灰渣上，這樣，催化劑就不會(huì)摻 雜到所生成的液態(tài)生物柴油中，因而能夠使催化劑易于與生物柴油相分離，從而解決了現(xiàn) 有技術(shù)采用均相催化劑引發(fā)的生物柴油與催化劑難分離的問題，并且分離回收后這些催化 劑還可以循環(huán)用于生物柴油制備單元，從而提高了生物柴油制備過程的經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023] 如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)，包括催化氣化 單元10以及與催化氣化單元10相連的生物柴油制備單元20,其中，所述催化氣化單元10 產(chǎn)生的含堿灰渣被供應(yīng)至生物柴油制備單元20中作為生產(chǎn)生物柴油的催化劑。
[0024] 本實(shí)用新型提供了一種含堿灰渣再利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)將催化氣化單元10與生物 柴油制備單元20聯(lián)系起來，并將催化氣化單元10產(chǎn)生的含堿灰渣供應(yīng)到生物柴油制備單 元20中，由于催化氣化單元10產(chǎn)生的含堿灰渣中，所述"堿"通常為堿金屬化合物或者為 堿土金屬化合物；而生物柴油制備單元20中，可以將這些堿金屬化合物或堿土金屬化合物 作為催化劑來催化油脂同甲醇之間的酯交換反應(yīng)，從而生產(chǎn)生物柴油，這樣，本實(shí)用新型實(shí) 現(xiàn)了含堿灰渣的資源化利用，避免將其排放到環(huán)境中而引起環(huán)境污染；
[0025] 此外，在生物柴油制備單元20中，含堿灰渣中的灰渣可以看作是催化劑的載體， 即相當(dāng)于將催化劑（堿金屬化合物或堿土金屬化合物）負(fù)載到了灰渣上，這樣，催化劑就不 會(huì)摻雜到所生成的液態(tài)生物柴油中，因而能夠使催化劑易于與生物柴油相分離，從而解決 了現(xiàn)有技術(shù)采用均相催化劑引發(fā)的生物柴油與催化劑難分離的問題，并且分離回收后這些 催化劑還可以循環(huán)用于生物柴油制備過程，從而提高了生物柴油制備過程的經(jīng)濟(jì)性。
[0026] 需要說明的是，本實(shí)用新型中催化氣化單元10與生物柴油制備單元20"相連"，該 "相連"是指催化氣化單元10與生物柴油制備單元20有聯(lián)系，能夠使催化氣化單元10產(chǎn)生 的含堿灰渣被供應(yīng)至生物柴油制備單元20中并作為生產(chǎn)生物柴油的催化劑；而并不一定 是指實(shí)體裝置上的機(jī)械相連。例如，該"相連"可以指兩個(gè)單元通過管路直接相連，也可以 指兩個(gè)單元通過中轉(zhuǎn)裝置間接相連，例如通過小車將催化氣化單元10產(chǎn)生的含堿灰渣手 動(dòng)推送到生物柴油制備單元20中，或者，催化氣化單元10經(jīng)由其他裝置對(duì)含堿灰渣進(jìn)行處 理后再被供應(yīng)至生物柴油制備單元20中。同樣地，在下述內(nèi)容中，對(duì)相連的理解可以參考 此處的解釋說明。
[0027] 本實(shí)用新型中，催化氣化單元10可以為催化氣化技術(shù)中常用的氣化裝置，比如為 氣化爐等。生物柴油制備單元20可以為利用甲醇與油脂（動(dòng)植物的油脂等）發(fā)生酯交換 反應(yīng)從而生成生物柴油的裝置，如酯交換反應(yīng)裝置。
[0028] 在本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖1所示，催化氣化單元10可以通過含堿灰渣預(yù)處理 單元30與生物柴油制備單元20相連，含堿灰渣預(yù)處理單元30被配置為對(duì)含堿灰渣進(jìn)行預(yù) 處理，使含堿灰渣中的堿金屬化合物和/或堿土金屬化合物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的碳酸鹽。
[0029] 具體地，該預(yù)處理可以為：在CO2氣體作用下，將含堿灰渣中的堿金屬化合物（比 如硫化鉀、硅酸鉀）和/或堿土金屬化合物（比如硫化鈣）的無催化活性或催化活性比較 弱的堿金屬或堿土金屬存在形式轉(zhuǎn)化為碳酸鹽存在形式，這樣，能夠在生物柴油制備單元 20中利用催化效率較高的碳酸鹽形式來催化甲醇與油脂之間的反應(yīng)，以高效快速地生成生 物柴油。
[0030] 進(jìn)一步地，在對(duì)含堿灰渣進(jìn)行0)2活化預(yù)處理之后，還可以對(duì)這些灰渣進(jìn)行干燥、 粉碎等預(yù)處理，以減小灰渣粒徑，有利于提高含堿灰渣在生物柴油制備過程的催化效率。
[0031] 如圖1所示，催化氣化單元10可以通過催化劑回收單元40與含堿灰渣預(yù)處理單 元30相連，該催化劑回收