一種復合催化劑的負載方法與流程

本發明涉及煤催化技術領域，尤其涉及一種復合催化劑的負載方法。

背景技術：

在煤催化氣化反應中，催化劑的加入能夠顯著降低氣化溫度，加快氣化速率，其中，可溶性催化劑，如鉀催化劑尤其是碳酸鉀是目前催化效率最好的催化劑，但是，該催化劑價格昂貴，腐蝕性強，限制了其應用；而不可溶性堿金屬催化劑(如氧化鈣)雖然催化活性較差，但是其價格低廉，并且與所述可溶性堿金屬催化劑形成復合催化劑時，所述復合催化劑的各組分之間具有一定的協同作用，有利于提高催化劑對煤的催化氣化活性，越來越受到人們的關注。

然而，由于催化劑的負載方法對催化劑的催化活性具有很大的影響，尤其對于復合催化劑而言，若所述復合催化劑中含有可溶性催化劑和不可溶性催化劑，則可溶性催化劑通常采用浸漬法負載于煤顆粒上，而不可溶性催化劑通常通過機械混合的方法負載于煤顆粒上，由于機械混合與浸漬法相比，通過物理混合進行負載，具有接觸面積有限，負載效果差的缺陷，從而使得所述復合催化劑的整體催化效果難以獲得有效提高。

技術實現要素：

本發明的實施例提供一種復合催化劑的負載方法，能夠將所述可溶性堿金屬催化劑和所述不可溶性堿土金屬催化劑有效負載于煤顆粒上，提高所述復合催化劑對煤的整體催化效果。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

本發明實施例提供一種復合催化劑的負載方法，所述復合催化劑包括可溶性堿金屬催化劑和不可溶性堿土金屬催化劑，其中，所述不可溶性堿土金屬催化劑為氧化鈣和/或氫氧化鈣；包括：

通過第一浸漬步驟將所述可溶性堿金屬催化劑負載于原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上，獲得負載有所述復合催化劑的煤。

優選的，所述通過第一浸漬步驟將所述可溶性堿金屬催化劑負載于原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上具體包括：

配制所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液；

將所述不可溶性堿土金屬催化劑分為至少兩個批次；

將所述原煤顆粒和第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑浸漬于所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，并進行攪拌、浸漬和干燥處理，以將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上；

將第二批次所述不可溶性堿土金屬催化劑與負載有第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑的煤顆粒混合，并加入水進行攪拌、浸漬和干燥處理，以將第二批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上；

依次類推，直至將最后一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上。

或者，所述通過第一浸漬步驟將所述可溶性堿金屬催化劑負載于原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上具體包括：

配制所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液；

將所述不可溶性堿土金屬催化劑分為至少兩個批次；

先將所述原煤顆粒浸漬于所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，以將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上；

在將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上之后，將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑通過第三浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上，并進行干燥處理；

將第二批次所述不可溶性堿土金屬催化劑與負載有第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑的煤顆粒混合，并加入水進行攪拌、浸漬和干燥處理，以將第二批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上；

依次類推，直至將最后一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上。

可選的，所述在將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上之后還包括：將負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒進行干燥處理。

優選的，所述在將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上之后，將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑通過第三浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上具體包括：

將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑浸漬于浸漬有所述原煤顆粒的所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，以將所述第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上。

或者，所述在將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上之后，將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑通過第三浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上具體包括：

將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑與經過干燥處理后的負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒機械混合，并加入水進行攪拌、浸漬和干燥處理，以將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上。

可選的，每一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑占所述不可溶性堿土金屬催化劑總質量的30％～50％。

優選的，在將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上時，所述第二浸漬步驟所采用的水的溫度為70～90℃。

進一步優選的，所述方法還包括：向所述負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒中添加氫氧化鉀，使得在將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上時，所述第二浸漬步驟所采用的水的pH值為9～11。

優選的，以原煤顆粒的質量為基準，所述可溶性堿金屬催化劑和所述不可溶性堿土金屬催化劑的負載量均為1～10wt.％。

優選的，所述可溶性堿金屬催化劑選自硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸鎂、硝酸鉀、硝酸鈉和硝酸鎂中的一種或幾種。

可選的，所述可溶性堿金屬催化劑和所述不可溶性堿土金屬催化劑的質量比為3:7～7:3。

本發明實施例提供了一種復合催化劑的負載方法，通過第一浸漬步驟將可溶性堿金屬催化劑負載在所述原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載在所述原煤顆粒上，所述可溶性堿金屬催化劑中的陰離子能夠阻止所述不可溶性堿土金屬催化劑(如Ca(OH)2)的晶體的大塊團聚，使得不可溶性堿土金屬催化劑形成大量小的晶體顆粒，有效防止不可溶性堿土金屬催化劑的晶核生長，使得所述不可溶性堿土金屬催化劑粒徑較小，從而使得所述不可溶性堿金屬離子均勻分散于所述原煤顆粒上，分批次進行能夠促進可溶性堿金屬離子和不可溶性堿金屬離子之間發生協同作用，使各組分均勻有效地負載于所述原煤顆粒的表面和孔隙中，提高所述復合催化劑對煤的催化氣化活性。克服了現有技術中復合催化劑中的不可溶性堿土金屬催化劑通過機械混合方法負載于所述煤顆粒上時，負載效果較差，使得所述復合催化劑的整體催化效果難以獲得有效提高的缺陷。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種用于對對比例1～3和實施例1～4的原煤顆粒或者煤顆粒進行熱解實驗和氣體氣化實驗的裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的對比例1～3和實施例1～4的煤顆粒進行氣化反應時所對應的碳轉化率的柱狀圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明實施例提供的一種復合催化劑的負載方法進行詳細描述。

本發明實施例提供一種復合催化劑的負載方法，所述復合催化劑包括可溶性堿金屬催化劑和不可溶性堿土金屬催化劑，其中，所述不可溶性堿土金屬催化劑為氧化鈣和/或氫氧化鈣；包括：

通過第一浸漬步驟將所述可溶性堿金屬催化劑負載于原煤顆粒上；并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上，獲得負載有所述復合催化劑的煤。

其中，所述第一浸漬步驟和第二浸漬步驟僅僅是為了方便區分，能夠將所述可溶性堿金屬催化劑和所述不可溶性堿土金屬催化劑分別負載在所述原煤顆粒上的兩個浸漬過程區分開來，所述第一浸漬步驟和所述第二浸漬步驟均采用浸漬法，僅僅是操作上或者浸漬所采用的水的添加時間有所區別，在此并不對所述第一浸漬步驟和所述第二浸漬步驟的具體操作造成限定。

本發明實施例提供了一種復合催化劑的負載方法，通過第一浸漬步驟將可溶性堿金屬催化劑負載在所述原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載在所述原煤顆粒上，在所述可溶性堿金屬催化劑的存在下，所述可溶性堿金屬催化劑中的陰離子能夠阻止所述不可溶性堿土金屬催化劑(如Ca(OH)₂)的晶體的大塊團聚，使得不可溶性堿土金屬催化劑形成大量小的晶體顆粒，有效防止不可溶性堿土金屬催化劑的晶核生長，使得所述不可溶性堿土金屬催化劑粒徑較小，從而使得所述不可溶性堿金屬離子均勻分散于所述原煤顆粒上，分批次進行能夠促進可溶性堿金屬離子和不可溶性堿金屬離子之間發生協同作用，使各組分均勻有效地負載于所述原煤顆粒的表面和孔隙中，提高所述復合催化劑對煤的催化氣化活性。克服了現有技術中復合催化劑中的不可溶性堿土金屬催化劑通過機械混合方法負載于所述煤顆粒上時，負載效果較差，使得所述復合催化劑的整體催化效果難以獲得有效提高的缺陷。

其中，所述可溶性堿金屬催化劑可以為鉀鹽、鈉鹽和/或鎂鹽。

本發明的一實施例中，所述可溶性堿金屬催化劑選自硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸鎂、硝酸鉀、硝酸鈉和硝酸鎂中的一種或幾種。

這些堿金屬催化劑具有良好的水溶性，能夠較好地負載于煤上，從而能夠進一步提高所述催化劑對煤的催化氣化活性。

其中，對所述可溶性堿金屬催化劑和所述不可溶性堿土金屬催化劑的配比不做限定。

本發明的又一實施例中，所述可溶性堿金屬催化劑和所述不可溶性堿土金屬催化劑的質量比為3:7～7:3。此時可以充分保證不可溶性Ca(OH)₂以更小粒徑的顆粒附著在煤的表面，并經過氣化評價實驗，可以得知所述可溶性堿金屬催化劑和所述不可溶性堿土金屬催化劑在該配比下的碳轉化率明顯高于其他配比。

其中，所述通過第一浸漬步驟將所述可溶性堿金屬催化劑負載于原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上具有多種實現方式，可以將所述可溶性堿金屬催化劑溶于水中配制成可溶性堿金屬催化劑的水溶液，再將原煤顆粒和所述不可溶性堿土金屬催化劑中的一部分混合后，一同浸漬在所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑的其余部分依次通過浸漬負載于所述原煤顆粒上；也可以先將原煤顆粒浸漬于所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，再將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次加入所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中進行浸漬。當然，還可以將所述可溶性堿金屬催化劑和所述原煤顆粒混合并攪拌均勻，再向該混合體系中加入水，以將所述可溶性堿金屬催化劑負載在所述原煤顆粒上，然后再將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次加入所述混合體系中進行浸漬，以將所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上。

所述通過第一浸漬步驟將所述可溶性堿金屬催化劑負載于原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上的一種優選的實現方式為：

配制所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液；

將所述不可溶性堿土金屬催化劑分為至少兩個批次；

將所述原煤顆粒和第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑浸漬于所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，并進行攪拌、浸漬和干燥處理，以將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上；

將第二批次所述不可溶性堿土金屬催化劑與負載有上一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑的煤顆粒混合，并加入水進行攪拌、浸漬和干燥處理，以將第二批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上；

依次類推，直至將最后一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上。

在這種實現方式中，先將所述可溶性堿金屬催化劑配制成水溶液，再將所述原煤顆粒和第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑一同浸漬于所述水溶液中，能夠使得所述可溶性堿金屬催化劑以離子形式與所述原煤顆粒和第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑充分接觸，從而使得所述可溶性堿金屬催化劑和第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑中的堿金屬離子都能夠更加均勻地分散在所述原煤顆粒的表面和孔隙中，提高負載效果。

所述通過第一浸漬步驟將所述可溶性堿金屬催化劑負載于原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上的另一種優選的實現方式為：

配制所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液；

將所述不可溶性堿土金屬催化劑分為至少兩個批次；

先將所述原煤顆粒浸漬于所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，以將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上；

在將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上之后，將所述第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑通過第三浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上，并進行干燥處理；

將第二批次所述不可溶性堿土金屬催化劑與負載有上一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑的煤顆粒混合，并加入水進行攪拌、浸漬和干燥處理，以將第二批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上；

依次類推，直至將最后一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上。

其中，所述第三浸漬步驟與所述第一浸漬步驟和第二浸漬步驟類似，僅僅是表示一種浸漬過程，并不對所述第三浸漬步驟的具有操作造成限定。

在這種實現方式中，先將所述可溶性堿金屬催化劑配制成水溶液，并將所述原煤顆粒浸漬于所述水溶液中，獲得負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒之后，再將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑通過第三浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上，同樣能夠使所述可溶性堿金屬催化劑以離子形式與所述原煤顆粒和第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑充分接觸，使得所述可溶性堿金屬催化劑和第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑中的堿金屬離子都能夠更加均勻地分散在所述原煤顆粒的表面和孔隙中，提高負載效果。

其中，當先將所述原煤顆粒浸漬于所述水溶液中，獲得負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒之后，可以對負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒進行干燥處理，也可以直接將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑浸漬于浸漬有所述原煤顆粒的水溶液中，對其進行浸漬處理。

本發明的一實施例中，所述在將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上之后還包括：將負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒進行干燥處理。

其中，所述在將所述可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上之后，將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑通過第三浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上的具體操作視情況而定，一種情況是不對所述負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒進行干燥處理，在這種情況下，將所述第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑浸漬于浸漬有所述原煤顆粒的所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，以將所述第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上。另一種情況是將所述負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒進行干燥處理，在這種情況下，將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑與經過干燥處理后的負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒機械混合，并加入水進行攪拌、浸漬和干燥處理，以將第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上，在這兩種情況下，均能夠將所述不可溶性堿土金屬催化劑均勻分散于所述煤顆粒上，提高所述不可溶性堿土金屬催化劑的負載效果。

其中，對每一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑的量不做限定。

本發明的一實施例中，每一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑占所述不可溶性堿土金屬催化劑總質量的30％～50％。這樣，將所述不可溶性堿土金屬催化劑分兩次或三次負載于所述原煤顆粒上，既能夠提高負載效果，又能夠提高負載效率，節省時間。

本發明的又一實施例中，在將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上時，所述第二浸漬步驟所采用的水的溫度為70～90℃。由于所述不可溶性堿土金屬催化劑不溶于水，在體系中以晶體Ca(OH)₂的形式存在，在將其通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上時，通過提高水溫，可促使氧化鈣向氫氧化鈣的方向移動，使得所得到的晶體Ca(OH)₂的粒徑較小，從而使得所述不可溶性堿土金屬催化劑中的Ca²⁺能夠更加均勻地分散，提高所述不可溶性堿土金屬催化劑的負載效果。

本發明的一實施例中，所述方法還包括：向所述負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒中添加氫氧化鉀，使得在將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載于所述原煤顆粒上時，所述第二浸漬步驟所采用的水的pH值為9～11。

通過增加氫氧化鉀，一方面，能夠增加K⁺的濃度，提高所述復合催化劑的催化活性；另一方面，通過調高浸漬用水的pH值，使得水溶液中OH^-離子的濃度增大，可以促使氧化鈣生成更多更小的Ca(OH)₂晶核，使得Ca²⁺能夠更加均勻地分散于所述原煤顆粒上，提高所述不可溶性堿土金屬催化劑的負載效果。

其中，可以將所述氫氧化鉀添加入所述可溶性堿金屬催化劑的水溶液中，也可以與所述不可溶性堿土金屬催化劑混合之后一同添加入經干燥處理后的負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒中，當然，還可以在所述第一批次所述不可溶性堿土金屬催化劑與經過干燥處理后的負載有所述可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒機械混合之后，再一同分散于水中。

本發明的又一實施例中，以原煤顆粒的質量為基準，所述可溶性堿金屬催化劑和所述不可溶性堿土金屬催化劑的負載量均為1～10wt.％。

例如，所述可溶性堿金屬催化劑的負載量可以為1wt.％，2wt.％，5wt.％，8wt.％，9wt.％和10wt.％，所述氧化鈣和/或氫氧化鈣的負載量可以為1wt.％，2wt.％，5wt.％，8wt.％，9wt.％和10wt.％。

將所述復合催化劑以該比例負載于所述原煤顆粒上，能夠確保各組分之間的協同作用，提高所述催化劑對煤的催化氣化活性。

本發明的一實施例中，所述負載有所述復合催化劑的煤的含水量小于等于10％。能夠直接用于煤催化氣化反應。

本發明的又一實施例中，所述原煤顆粒的目數為40～80目。有利于將所述復合催化劑更有效地負載于原煤顆粒上。

其中，所述原煤顆粒可以由低階煤粉碎篩分獲得，也可以由高階煤粉碎篩分獲得。

以下，本發明實施例將通過對比例、實施例和實驗例對本發明進行詳細說明。

對比例1

所述對比例1采用原煤顆粒作為空白對比實驗。

所述原煤顆粒的獲取：

將低階煤在空氣干燥箱中105℃烘干2h，粉碎篩分獲得40～80目的原煤顆粒。

對比例2

所述對比例2的原煤顆粒的獲取與對比例1相同，將100g所述原煤顆粒與20g氧化鈣機械混合，加入30ml水，攪拌，并在105℃下干燥5～10h，獲得水份含量小于等于10％的負載有氧化鈣的煤顆粒。

對比例3

所述對比例3的原煤顆粒的獲取與所述對比例1相同，將20g硫酸鉀溶解于30ml水中獲得硫酸鉀的水溶液，將100g所述原煤顆粒浸漬于所述硫酸鉀的水溶液中，攪拌，并在105℃下干燥5～10h，獲得水份含量小于等于10％的負載有所述硫酸鉀的煤顆粒。

對比例4

所述實施例1的原煤顆粒的獲取與所述對比例1相同，將10g硫酸鉀溶解于30ml水中獲得硫酸鉀的水溶液，將100g所述原煤顆粒和10g氧化鈣混合，并一起浸漬于所述硫酸鉀的水溶液中，攪拌，并在105℃下干燥5～10h，獲得水份含量小于等于10％的負載有所述硫酸鉀和所述氧化鈣的煤顆粒。

實施例1

所述實施例1的原煤顆粒的獲取與所述對比例1相同，將1g硝酸鉀溶解于30ml水中獲得硝酸鉀的水溶液，將100g所述原煤顆粒和7/6g氧化鈣混合，并一起浸漬于所述硝酸鉀的水溶液中，攪拌，干燥，將所獲得的煤顆粒與剩余的7/6g氧化鈣混合，加入30ml水，攪拌、浸漬、并在105℃下干燥5～10h，獲得水份含量小于等于10％的負載有所述硝酸鉀和所述氧化鈣的煤顆粒。

實施例2

所述實施例2的原煤顆粒的獲取與所述對比例1相同，將10g硫酸鉀溶解于30ml水中獲得硫酸鉀的水溶液，將100g所述原煤顆粒浸漬于所述硫酸鉀的水溶液中，攪拌，并在105℃下干燥5～10h，獲得負載有硫酸鉀的煤顆粒，將5g氧化鈣于所述負載有硫酸鉀的煤顆粒機械混合，并加入30ml水，攪拌、浸漬，在105℃下干燥5～10h，將所獲得的煤顆粒與剩余的5g氧化鈣機械混合，加入30ml水，攪拌、浸漬，并在105℃下干燥5～10h，獲得水份含量小于等于10％的負載有所述硫酸鉀和所述氧化鈣的煤顆粒。

實施例3

所述實施例3的原煤顆粒的獲取與所述對比例1相同，將7g硝酸鉀溶解于30ml水中獲得硝酸鉀的水溶液，將100g所述原煤顆粒與1g氧化鈣機械混合后浸漬于所述硝酸鉀的水溶液中，將0.5g氫氧化鉀溶于60ml水中，并添加入所述硝酸鉀的水溶液中，攪拌加熱，使得所述硝酸鉀的水溶液的溫度為70～90℃，pH值為9～11，并在105℃下干燥5～10h，再將干燥后的煤顆粒與1g氧化鈣機械混合，并加入80℃的30ml水中，攪拌、浸漬，并在105℃下干燥5～10h，再將干燥后的煤顆粒與剩余的1g氧化鈣機械混合，并加入70～90℃的30ml水中，攪拌、浸漬，并在105℃下干燥5～10h，獲得水份含量小于等于10％的負載有所述硝酸鉀和所述氧化鈣的煤顆粒。

實施例4

所述實施例4的原煤顆粒的獲取與所述對比例1相同，將2g硫酸鉀溶解于30ml水中獲得硫酸鉀的水溶液，將100g所述原煤顆粒與1/3g氧化鈣機械混合后浸漬于所述硫酸鉀的水溶液中，將0.5g氫氧化鉀溶于60ml水中，并添加入所述硫酸鉀的水溶液中，攪拌加熱，使得所述硫酸鉀的水溶液的溫度為70～90℃，pH值為9～11，并在105℃下干燥5～10h，再將干燥后的煤顆粒與1/3g氧化鈣機械混合，并加入80℃的30ml水中，攪拌、浸漬，并在105℃下干燥5～10h，再將干燥后的煤顆粒與剩余的1/3g氧化鈣機械混合，并加入70～90℃的30ml水中，攪拌、浸漬，并在105℃下干燥5～10h，獲得水份含量小于等于10％的負載有所述硫酸鉀和所述氧化鈣的煤顆粒。

實驗例

將對比例1-4和實施例1-4所獲得的原煤顆粒或者煤顆粒分別在固定床中進行熱解實驗，熱解完成后將所獲得的半焦進行固定床氣化實驗，并收集氣化氣體，采用氣相色譜對所述氣化氣體的組分進行分析，計算各個實驗組所對應的碳轉化率。

所述熱解實驗和所述固定床氣化實驗所采用的裝置參見圖1所示，該裝置包括：固定床反應器1，所述固定床反應器1外圍設置有保溫層2，所述固定床反應器1的頂部連通有加料器3，所述固定床反應器1的底部設置有出口，所述出口與氣液分離罐4連通，所述氣液分離罐4的氣體出口與氣相色譜的氣體進口連通，所述氣液分離罐4的氣體出口與氣相色譜的氣體進口連通的管道上還設置有背壓閥5和流量計6，所述背壓閥5用于對固定床反應器1中的壓力進行控制，所述流量計6用于對進入氣相色譜中的氣體流量進行檢測，所述固定床反應器1的上部設置有氣化劑進口，所述氣化劑進口與水或者水蒸氣連通，在所述氣化劑進口與所述水或者水蒸氣的連通管道上還設置有預熱器7，所述預熱器7用于對水或者水蒸氣進行預熱，所述加料器3上連通有氮氣。

熱解實驗具體包括：將所述對比例1～4和所述實施例1～4所獲得的原煤顆粒或者煤顆粒分別通過所述加料器3加入所述固定床反應器1中，在常壓下，以150ml/min的流速箱向所述固定床反應器1中通入氮氣，并以10℃/min的速率升溫至700℃，并在700℃保持1.5h，將所述煤顆粒中的揮發份揮發出去，獲得具有多孔結構的活化半焦。

半焦氣化實驗具體包括：在每一組實驗組通過熱解實驗獲得活化半焦之后，以300ml/min的速率向所述固定床反應器1中通入氮氣，此時對加熱階段的氮氣進行放空，關閉背壓閥5，當溫度達到反應溫度750℃時，壓力3.5MPa時，打開背壓閥5，停止對氣體進行放空，以0.5ml/min的速率向所述固定床反應器1中通入水或者水蒸汽，并通過所述預熱器5進行預熱，在3.5MPa，750℃下使得活化半焦與水蒸汽進行氣化反應3h，通過氣液分離罐4將所述氣化氣體中的水蒸汽分離，并在每一組實驗組氣化過程中，每隔20min收集氣化氣體；并采用500ml/min的氮氣吹掃殘留氣體2.5h，此時關閉背壓閥5，對吹掃殘存的氮氣進行放空。在此過程中，每隔30min收集氣體，將在每一組實驗組中所收集的氣體通過所述氣液分離罐4的氣體出口進行氣相色譜分析，并計算每一組實驗組所對應的碳轉化率。結果參見圖2所示。

由圖2可以得知：對比例4中將氧化鈣和/或氫氧化鈣與可溶性堿金屬催化劑負載于所述原煤顆粒上，與單一的催化劑(對比例2中僅負載有可溶性堿金屬催化劑的煤顆粒所對應的碳轉化率為74％，對比例3中僅負載有氧化鈣和/或氫氧化鈣的煤顆粒所對應的碳轉化率為68％)相比，該復合催化劑的各組分之間具有一定的協同催化作用，所對應的碳轉化率為80％，而實施例1～4中采用分批次負載所述氧化鈣和/或氫氧化鈣的方法，能夠將氧化鈣和/或氫氧化鈣更加均勻地負載于所述原煤顆粒上，使得所述實施例1～4所對應的碳轉化率均達到85％以上，可見，通過本專利申請提供的負載方法，所獲得的復合催化劑中的各組分之間具有更優的協同催化作用，其中，實施例3-4中在對所述氧化鈣和/或氫氧化鈣進行分批次負載的過程中，提高水溫，并加入氫氧化鉀，能夠進一步提高氧化鈣和/或氫氧化鈣的負載效果以及所述復合催化劑對煤的催化氣化活性，使得所述實施例3所對應的碳轉化率達到95％，所述實施例4所對應的碳轉化率達到94％。

綜上所述，本發明實施例通過第一浸漬步驟將可溶性堿金屬催化劑負載在所述原煤顆粒上，并將所述不可溶性堿土金屬催化劑分批次通過第二浸漬步驟負載在所述原煤顆粒上，能夠提高所述復合催化劑的負載效果，并且所述復合催化劑的各組分之間具有更優異的協同催化作用，能夠提高所述復合催化劑對煤的催化氣化活性。克服了現有技術中復合催化劑中的不可溶性堿土金屬催化劑通過機械混合方法負載于所述煤顆粒上時，負載效果較差，使得所述復合催化劑的整體催化效果難以獲得有效提高的缺陷。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。