1、 I C S 73.040 CCS D 23 13 河北省地方标准 DB 13/T 5511 2022 煤催化气 化催化剂 回收工艺 技术规程 Technical code for catalyst recovery process of coal catalytic gasification 2022-02-28 发布 2022-03-31 实施 河北省市 场监督 管 理局 发 布 DB 13/T 5511 2022 I 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 标 准化 工作 导则 第1 部分：标 准化 文件 的结 构 和起草 规则 的规定起草。本文件 由廊 坊市 市场 监督 管理局
2、 提出。本文件 起草 单位：新 奥科 技发展 有限 公司、新 奥集 团股份 有限 公司。本文件 主要 起草 人：李克 忠、刘 雷、芦涛、毛 燕东、李鹏、王 会芳、武 恒、李庆堂、吴 松怡、张娅玲、赵 彦乔。DB 13/T 5511 2022 1 煤 催化气 化催化剂 回收工 艺技术规 程 1 范围 本文件规定了煤催化气化 催化剂回收工艺的工艺流 程、工艺要求以及 回收后 催化剂技术要求及质量检 验方 法。本文件 适用 于煤 催化 气化 催化剂 回收 工艺。2 规范性 引用 文件 下列文件中的内容通过文 中的规范性引用而构成本 文件必不可少的条款。其 中，注日期的引用文件，仅该 日期 对应 的版
3、 本适用 于本 文件；不 注日 期的引 用文 件，其最 新版 本（包 括所 有的 修改 单）适用于 本文 件。GB/T 4472 化 工产 品密 度、相对 密度 的测 定 GB/T 14642 工 业循 环冷 却水及 锅炉 水中 氟、氯、磷酸根、亚 硝酸 根、硝酸 根和硫 酸根 的测 定 离子色 谱法 GB/T 34709 硅 胶通 用试 验方法 DZ/T 0064.49 地下 水质 检验方 法 滴定 法测 定碳 酸根、重碳 酸根 和氢 氧根 HG/T 4120 工 业氢 氧化 钙 3 术语 和 定义 本文件 没有 需要 界定 的术 语和定 义。4 工艺流 程及 工艺 要求 工艺流 程 催化剂
4、回收工艺包括水洗 回收、消解回收、催化剂 溶液净化、催化剂溶液浓 缩四个单元，工艺流程见 图1。水洗回收 单 元催化剂溶液净 化 单 元消解回收 单 元催化剂溶液浓 缩 单 元水洗渣 浆废灰 渣蒸汽凝液水洗回收液净化脱硅 液气化灰 渣旋风飞 灰消解回收 液催化剂 回收成品 液 图1 催化剂 回收 工艺 流程 示意 图 物料要 求 4.2.1 气化灰 渣：负载 催化 剂的 煤在 700 800 条件 下 与气化 剂（水蒸 气、氢气、一氧 化碳）在气化 炉内 发生 反应 后排 出的灰 渣，主要 成分 为固 定碳、催化 剂、灰分，碳 转化率 不小 于 80%。4.2.2 旋风飞 灰：经气 体带 出，
5、旋 风分离 器拦 截下 来的 细颗 粒煤灰（平 均粒 径：30 m 50 m），主要成 分为 固定 碳、催化 剂、灰 分，碳转 化率 不小 于 80%。DB 13/T 5511 2022 2 4.2.3 催化剂：按 比例 添加 到煤 上，催 化煤 气化、一氧 化 碳变换 和合 成气 甲烷 化反 应的物 质，常用的催化 剂 为K 盐 和 Na 盐。4.2.4 消解剂：在温度 160 200 和压 力 0.8 MPa 1.0 MPa 下，能 够把 气化 灰渣 和旋风 飞灰 中非水溶 性催 化剂 转变 成水 溶性催 化剂 的物 质，如 CaO、Ca(OH)2，应 符合HG/T 4120 的要 求。4
6、.2.5 二氧化 碳：压力 为 0.2 MPa 0.4 MPa。4.2.6 自来水：压力为 0.4 MPa 0.6 MPa，温度 为常 温。4.2.7 循环水：进 口 压 力0.4 MPa，进 口温 度32；出口 压力0.2 MPa，出 口温度40。4.2.8 中压蒸 汽：压力 1.5 MPa 2.5 MPa，饱和 蒸汽。4.2.9 低压蒸 汽：压力 0.2 MPa 0.5 MPa，饱和 蒸汽。4.2.10 高压氮 气：压力 2.0 MPa 3.0 MPa，温度 40。4.2.11 低压氮 气：压力 0.3 MPa 0.5 MPa，温度 40。主要设 备及 工艺 参数 要求 催化剂 回收 主要
7、 设备 及工 艺参数 要求 如表1 所 示。表1 主要设 备及 工艺 参数 要求 序号 单元名称 设备名称 工艺要求 1 水洗回收 水洗反应器 压力：常压；温度：70 90。2 水洗板框压滤机 压滤后灰渣 水分：30%。3 消解回收 消解反应器 压力0.8 MPa1.0 MPa；温度：160 200。4 消解板框压滤机 压滤后灰渣水分：30%。5 催化剂溶液净化 净化脱硅塔 压力：0.18 MPa 0.22 MPa；温 度：29 54。6 硅渣过滤器 进口压力：0.60 MPa，出口压 力0.45 MPa。7 催化剂溶液浓缩 多效蒸发器 压力：-0.02 MPa-0.07 MPa；温度：65
8、108。催化剂 回收 操作 技术 要求 4.4.1 水洗回 收单 元 水洗回 收单 元工 艺流 程见图2。4.4.1.1 气化灰 渣和 旋风 飞灰 与消 解回收 液在 水洗 反应 器内 进行水 溶性 催化 剂回 收，水 洗反应 器的操作条 件为：水固 比（4 6）:1；温度70 90；停留时 间：20 min 30 min；搅拌转 速100 r/min 200 r/min。4.4.1.2 水 洗 回 收 完 成 之 后，水 洗 渣 浆 进 入 水 洗 板 框 压 滤 机 内 进 行 固 液 分 离，渣 中 水 含 量 不 大 于30%，并用 消解 回收 液对 水洗残 渣进 行冲 洗，排出 水洗
9、残 渣中 残余 的水 溶性 催化剂。4.4.1.3 固液分 离完 成之 后，水 洗 残渣进 入消 解回 收单 元进 行非水 溶性 催化 剂回 收，水洗回 收液 进入催化 剂溶 液净 化单 元进 行杂质 离子 脱除。4.4.1.4 水洗回 收单 元 对 水溶 性 Na+/K+催 化剂 的回 收率 应达到 98%以 上。DB 13/T 5511 2022 3 图2 水洗回收 单元 工 艺流 程示 意图 4.4.2 消解回 收单 元 消解回 收单 元工 艺流 程 见 图3。消解反 应器 的操 作条 件为：水固 比 为（4 6）:1；温度160 200；非 水溶性K+/Na+与Ca2+摩尔比 为1:（
10、2 2.5）；停留时 间：90 min 150 min；搅 拌转 速100 r/min 200 r/min。消解 回收完成之 后，降温 至80 左 右，然 后消 解渣 浆进 入消 解板框 压滤 机内 进行 固液 分离，渣中 水含 量不大于30%，并用 自来 水对 消解 残渣进 行冲 洗，排出 消解 残渣中 残余 的水 溶性 催化 剂。消解 回收 单元 对 非水溶性Na+/K2+催 化剂 的 回 收率 应 达到95%以上。消解反应器 消解板框压滤机消解渣浆消解剂自来水废灰渣水洗残渣水洗回收单元蒸汽凝液催化剂溶液浓缩单元水洗回收单元消解液 图3 消解回 收单 元工 艺流 程示 意图 4.4.3 催
11、化剂 溶液 净化 单元 催化剂 溶液 净化 单元 工艺 流程见图4。二氧化 碳与 溶液 中的SiO32-、Al3+、Ca2+、Mg2+反应 生成 沉淀，并与 催化 剂溶 液一 起由塔 底排 出。从净化脱 硅 塔 底部 排出 的净化 溶液 经泵 输送 至硅 渣过 滤器内，滤 液进 入催 化剂 溶 液浓缩 单元 进行 浓缩，滤渣外 排。催化 剂溶 液净 化单元 硅渣 脱除 率 应 达到95%以 上。水洗回收液净化脱硅塔硅渣过滤器二氧化碳净化脱硅液硅渣催化剂溶液浓缩单元水洗回收单元 图4 催化剂 溶液 净化 单元 工艺 流程示 意图 4.4.4 催化剂 溶液 浓缩 单元 催化剂 溶液 浓缩 单元 工
12、艺 流程 见 图5。经催化 剂溶 液净化 单 元净 化后的 催化 剂溶 液经 多效 蒸发器 进行 浓缩 至浓 度为25%50%，多效 蒸发器蒸 出的 蒸汽 凝液 加热 后送入 消解 回收 单元。DB 13/T 5511 2022 4 图5 催化剂 溶液 浓缩 单元 工艺 流程示 意图 5 回收后 催化 剂技 术要 求及 质量检 验方 法 回收后 催化 剂技 术要 求及 质量检 验方 法如表2 所示。表2 回收后 催化 剂技术 要 求及 质量检 验方 法 序号 项目 要求 检验方法 1 外观 清澈透明、无分层 目测 2 密度（g/cm3）1.20 1.40 GB/T 4472 3 CO32-、HCO3-总浓度a（g/L）270 310 DZ/T 0064.49 4 Cl-（mg/L）250 GB/T 14642 5 SO42-（mg/L）800 6 总硅（mg/L）50 GB/T 34709 a分别测出CO32-、HCO3-浓度值，两者 之和为CO32-、HCO3-总浓度。
