王会芳 刘 雷 李克忠

(新奥科技发展有限公司煤基低碳能源国家重点实验室，065001 河北廊坊)

0 引 言

碱金属和碱土金属盐或氧化物可以催化煤气化反应，其中钾盐特别是K2CO3具有最佳催化性能[1-3]。Exxon公司在20世纪70年代对煤催化气化工艺进行了大量研究[4]，重点工作之一是气化灰渣中钾催化剂的回收，这不仅关系到气化工艺的经济性，还涉及到含碱废渣对环境的污染[5-6]。因此，气化灰渣中的钾盐需要通过催化剂回收工艺进行再生使用[2-3，7]。钾催化剂在气化过程中会与煤灰中的矿物质反应生成硅铝酸钾等不溶性钾盐，不仅会失去催化作用，还难以回收[8-14]。灰渣中的钾主要以两种形式存在，一种是可溶性钾盐，只需通过水洗即可回收；另一种为不溶性钾盐， 需要通过消解进行回收。两种钾盐所占比例因煤种不同而异，可溶性钾一般占70%(质量分数，下同)，不溶性钾占30%，通过水洗和消解相结合的回收工艺可使催化剂总回收率达到90%以上[3]。

前期实验已对催化剂回收工艺条件进行了优化，水洗过程最佳的工艺条件为：水渣质量比6∶1，水洗温度80 ℃，搅拌时间20 min[15]。因催化剂水洗回收率受灰渣碳转化率影响较大，相同工艺条件下，不同灰渣催化剂水洗回收率为60%～70%。

单级水洗水量为灰渣量的6倍，耗水量较高，同时催化剂回收液浓度低，回收液在进入催化剂负载单元前需要经过蒸发浓缩，能耗高。采用逆流水洗工艺，新鲜去离子水首先从洗涤的最后一级水洗罐注入，气化炉灰渣从第一级水洗罐加入，灰渣经过多次洗涤，可溶性钾被全部洗出。……