一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法专利检索-化学链燃烧燃料种类专利检索查询-专利查询网

一种利用等体积浸渍法制备燃 煤 化学链燃烧 氧载体的方法

阅读：928发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，属于能源环境技术领域。将赤泥经过反复洗涤至pH为7，110~150℃下干燥12~24h，然后在800~1000℃下焙烧 2~6h，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；向载体、助剂和活性组分中加入水配置成溶液，溶液体积为测定得到的该赤泥加入量的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声搅拌20~30min，然后放置在50~70℃恒温水浴12h，在110~150℃下干燥12~24h后常规成型得到成型后的混合物；将得到的成型后的混合物在800~1000℃下焙烧2~6h，得到燃煤化学链燃烧氧载体。本发明能够使改性剂与赤泥基接触充分，形成颗粒细小、内部多孔、比表面积大的材料，与煤具有更好的反应活性。，下面是一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其特征在于步骤包括：
步骤1、将赤泥经过反复洗涤至pH为7，110 150℃下干燥12 24h，然后在800 1000℃下~ ~ ~
焙烧2 4h，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；
~
步骤2、向载体、助剂和活性组分中加入水配置成溶液，溶液体积为步骤1测定得到的该赤泥加入量的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声搅拌20 30min，然后放置在50 70℃恒温水浴12h，在110 150℃下干燥12 24h后常规成~ ~ ~ ~
型得到成型后的混合物；
步骤3、将步骤2得到的成型后的混合物在800 1000℃下焙烧1 6h，得到燃煤化学链燃~ ~
烧氧载体。
2.根据权利要求1所述的利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其特征在于：所述步骤1中测定该赤泥的饱和吸水量的具体过程为：向赤泥粉中加过量的去离子水得到浆液，浆液超声搅拌20 30min后放置在50 70℃恒温水浴中12h，测出其饱和吸水量。
~ ~
3.根据权利要求1所述的利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其特征在于：所述步骤2中载体为惰性氧化物中的一种或几种任意比例混合物，载体为赤泥粉质量的0 30%。
~
4.根据权利要求1所述的利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法.，其特征在于：所述步骤2中助剂为Na2O、CaO、Na2CO3和K2CO3中的一种或几种任意比例混合物，助剂为赤泥粉质量的0 10%。
~
5.根据权利要求1所述的利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法.，其特征在于：所述步骤2中活性组分为钙钛矿类氧化物、CuO、MnOx和NiO中的一种或几种任意比例混合物，活性组分为赤泥粉质量的0 20%。
~

说明书全文

一种利用等体积浸渍法制备燃煤 化学链燃烧 氧载体的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，属于能源环境技术领域。

背景技术

[0002] 近年来，全球气候变暖引起了世界各国和公众的广泛关注。研究表明，大气中温室气体浓度增加是造成全球气候变暖的罪魁祸首，而温室气体中CO2气体占所有温室气体成分的77%，因此CO2温室气体对全球气候变暖的贡献最大。在国内，CO2排放量最大的行业为发电行业，以煤为主要燃料的发电行业CO2的排放量占据国内CO2总排放量的50%左右。基于此，开发清洁、高效的CO2减排技术对于我国能源、环境的可持续发展具有重要意义。

[0003] 化学链燃烧是一种基于零排放理念的新型燃烧技术，通过借助固体氧载体得失氧的过程，避免了燃料与空气之间的直接接触，并能在近零能耗条件下实现烟气中CO2气体的内分离。与目前最有前景的富氧燃烧技术相比，化学链燃烧发电系统在净发电效率方面提高了6个百分点，只比未考虑CO2捕集的超临界流化床电站低2个百分点。在这基础上，燃煤化学链燃烧技术是实现煤燃烧过程中高纯CO2富集的同时使得煤的转化效率最大化。以Fe2O3为主要活性物种氧载体，由于其优越的性能，被认为是一种很有工业化前景的氧载体。然而，对于固体燃料来说，Fe基氧载体可能会因副反应和与灰分的摩擦而遭受巨大损失，这就增加了对低成本氧载体材料的需求以满足工业上大规模应用。

[0004] 赤泥是拜耳法生产氧化铝的废渣。赤泥由于其独特的化学性质和组成，作为一种低成本的氧载体具有很大的应用潜力。赤泥主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2和TiO2，不同铝土矿中Fe2O3的含量在30~60%之间，是一种非常有潜力的Fe基氧载体。此外，全球每年的赤泥产量为1.2亿吨，其中，我国作为世界第四大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积堆场堆放，不仅占用了大量土地，也因其强碱性对环境造成了严重的污染。所以，利用赤泥作为燃煤化学链燃烧技术中的氧载体，实现赤泥大数量的资源化成为一种有效地解决方案。

发明内容

[0005] 针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法。本发明首先对赤泥进行预处理并测出其饱和吸水量，再把改性剂配成一定体积的溶液逐滴加入赤泥粉末中，通过成型和焙烧得到高效赤泥基氧载体。本发明通过以下技术方案实现。

[0006] 一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其步骤包括：步骤1、将赤泥经过反复洗涤至pH为7，110 150℃下干燥12 24h，然后在800 1000℃下~ ~ ~
焙烧2 4h，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；
~
步骤2、向载体、助剂和活性组分中加入水配置成溶液，溶液体积为步骤1测定得到的该赤泥加入量的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声搅拌20 30min，然后放置在50 70℃恒温水浴静置12h，在110 150℃下干燥12 24h后常~ ~ ~ ~
规成型得到成型后的混合物；
步骤3、将步骤2得到的成型后的混合物在800 1000℃下焙烧1 6h，得到燃煤化学链燃~ ~
烧氧载体。

[0007] 所述步骤1中测定该赤泥的饱和吸水量的具体过程为：向赤泥粉中加过量的去离子水得到浆液，浆液超声搅拌20 30min后放置在60℃恒温水浴中12h。将放置后的浆液中的~上清液倒出并测量体积，将过量的去离子水减去上清液体积为该加入赤泥粉对应的饱和吸水量。

[0008] 所述步骤2中载体为惰性氧化物中的一种或几种任意比例混合物，载体为赤泥粉质量的0% 30%。~

[0009] 所述步骤2中助剂为CaCO3、Na2CO3和K2CO3中的一种或几种任意比例混合物，助剂为赤泥粉质量的0 10%。~

[0010] 所述步骤2中活性组分为钙钛矿类氧化物、CuO、MnOx和NiO中的一种或几种任意比例混合物，活性组分为赤泥粉质量的0 20%。~

[0011] 本发明的有益效果是：（1）本发明实现了危废渣赤泥的资源化利用；
（2）使用赤泥作为原料制备燃煤化学链燃烧的氧载体，大大降低了氧载体制备的成本，解决了燃煤化学链燃烧中氧载体与煤灰发生副反应或摩擦使其失活的危害，为燃煤化学链技术工业化奠定了基础；
（3）本发明能够使改性剂与赤泥基接触充分，形成颗粒细小、内部多孔、比表面积大的材料，与煤具有更好的反应活性；
（4）本发明将燃煤化学链燃烧技术与赤泥资源化利用相结合，实现了资源高效利用，提高了能源利用效率，在发电的同时也为二氧化碳减排提供了技术支撑。
附图说明

[0012] 图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

[0013] 下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

[0014] 实施例1如图1所示，该利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其步骤包括：
步骤1、将赤泥（赤泥成分如下表表1所示）经过反复洗涤至pH为7，在温度120℃干燥
12h，然后在900℃下焙烧4h，制成颗粒细小、内部多孔、比表面积大的材料，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；测定该赤泥的饱和吸水量的具体过程为：
向赤泥粉中加过量的去离子水得到浆液，浆液超声（超声频率为53kHz）搅拌25min后放置在
60℃恒温水浴中12h；将放置后的浆液中的上清液倒出并测量体积，将过量的去离子水的体积减去上清液体积即为该加入赤泥粉对应的饱和吸水量；
表1
步骤2、向载体（计算出需要加入的MgO相对应的硝酸镁，载体为赤泥粉质量的0.5%）中加入水配置成溶液，溶液体积为步骤1测定得到的该赤泥的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声（超声频率为53kHz）搅拌25min，然后在50℃恒温水浴12h，在110℃下干燥24h后常规成型得到成型后的混合物；
步骤3、将步骤2得到的成型后的混合物在900℃下焙烧4h，得到燃煤化学链燃烧氧载体。

[0015] 本实施例制备得到的燃煤化学链燃烧氧载体，与现有技术沉淀法和机械混合法制备得到燃煤化学链燃烧氧载体，煤的转化率提高了近12%。

[0016] 实施例2如图1所示，该利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其步骤包括：
步骤1、将赤泥（赤泥成分如下表表2所示）经过反复洗涤至pH为7，在温度110℃干燥
24h，然后在800℃下焙烧2h，制成颗粒细小、内部多孔、比表面积大的材料，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；测定该赤泥的饱和吸水量的具体过程为：
向赤泥粉中加过量的去离子水得到浆液，浆液超声（超声频率为53kHz）搅拌20min后放置在
60℃恒温水浴中12h；将放置后的浆液中的上清液倒出并测量体积，将过量的去离子水的体积减去上清液体积即为该加入赤泥粉对应的饱和吸水量；
表2
步骤2、向活性组分（计算出需要加入的NiO相对应的硝酸镍，活性组分为赤泥粉质量的
0.5%）中加入水配置成溶液，溶液体积为步骤1测定得到的该赤泥的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声（超声频率为53kHz）搅拌
20min，然后在60℃恒温水浴12h，在110℃下干燥24h后常规成型得到成型后的混合物；
步骤3、将步骤2得到的成型后的混合物在800℃下焙烧2h，得到燃煤化学链燃烧氧载体。

[0017] 本实施例制备得到的燃煤化学链燃烧氧载体，与现有技术沉淀法和机械混合法制备得到燃煤化学链燃烧氧载体，煤的转化率提高了近19%。

[0018] 实施例3如图1所示，该利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其步骤包括：
步骤1、将赤泥（赤泥成分如下表表3所示）经过反复洗涤至pH为7，在温度130℃干燥
12h，然后在1000℃下焙烧2h，制成颗粒细小、内部多孔、比表面积大的材料，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；测定该赤泥的饱和吸水量的具体过程为：向赤泥粉中加过量的去离子水得到浆液，浆液超声（超声频率为53kHz）搅拌30min后放置在70℃恒温水浴中12h；将放置后的浆液中的上清液倒出并测量体积，将过量的去离子水的体积减去上清液体积即为该加入赤泥粉对应的饱和吸水量；
表3
步骤2、向助剂（Na2CO3，助剂为赤泥粉质量的5%）中加入水配置成溶液，溶液体积为步骤1测定得到的该赤泥的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声（超声频率为53kHz）搅拌30min，然后在70℃恒温水浴12h，在130℃下干燥
12h后常规成型得到成型后的混合物；
步骤3、将步骤2得到的成型后的混合物在1000℃下焙烧2h，得到燃煤化学链燃烧氧载体。

[0019] 本实施例制备得到的燃煤化学链燃烧氧载体，与现有技术沉淀法和机械混合法制备得到燃煤化学链燃烧氧载体，煤的转化率提高了近15%。

[0020] 实施例4如图1所示，该利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其步骤包括：
步骤1、将赤泥（赤泥成分如下表表1所示）经过反复洗涤至pH为7，在温度120℃干燥
12h，然后在800℃下焙烧2h，制成颗粒细小、内部多孔、比表面积大的材料，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；测定该赤泥的饱和吸水量的具体过程为：
向赤泥粉中加过量的去离子水得到浆液，浆液超声（超声频率为53kHz）搅拌30min后放置在
60℃恒温水浴中12h；将放置后的浆液中的上清液倒出并测量体积，将过量的去离子水的体积减去上清液体积即为该加入赤泥粉对应的饱和吸水量；
步骤2、向载体（MgO，载体与赤泥粉质量比为0.1:4）、助剂（Na2CO3，助剂为赤泥粉质量的0.1%）和活性组分（计算出需要加入的NiO相对应的硝酸镍，活性组分与赤泥粉质量比为
0.1:4）中加入水配置成溶液，溶液体积为步骤1测定得到的该赤泥的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声（超声频率为53kHz）搅拌
30min，然后在50℃恒温水浴12h，在100℃下干燥24h后常规成型得到成型后的混合物；
步骤3、将步骤2得到的成型后的混合物在800℃下焙烧4h，得到燃煤化学链燃烧氧载体。

[0021] 本实施例制备得到的燃煤化学链燃烧氧载体，与现有技术沉淀法和机械混合法制备得到燃煤化学链燃烧氧载体，煤的转化率提高了近18%。

[0022] 实施例5如图1所示，该利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其步骤包括：
步骤1、将赤泥（赤泥成分如下表表2所示）经过反复洗涤至pH为7，在温度300℃干燥2h并研磨成赤泥粉，干燥，然后在1000℃下焙烧2h，制成颗粒细小、内部多孔、比表面积大的材料，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；测定该赤泥的饱和吸水量的具体过程为：向赤泥粉中加过量的去离子水得到浆液，浆液超声（超声频率为53kHz）搅拌30min后放置在50℃恒温水浴中12h，测出其饱和吸水量。将放置后的浆液中的上清液倒出并测量体积，将过量的去离子水减去上清液体积为该加入赤泥粉对应的饱和吸水量；
步骤2、向载体（MgO，载体与赤泥粉质量比为0.5:4）、助剂（质量比为1:1的Na2O和CaO混合物，助剂为赤泥粉质量的5%）和活性组分（计算出需要加入的NiO相对应的硝酸镍，活性组分与赤泥粉质量比为0.5:4）中加入水配置成溶液，溶液体积为步骤1测定得到的该赤泥的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声（超声频率为53kHz）搅拌30min，然后在50℃恒温水浴12h，在300℃下干燥2h后常规成型得到成型后的混合物；
步骤3、将步骤2得到的成型后的混合物在1000℃下焙烧2h，得到燃煤化学链燃烧氧载体。

[0023] 本实施例制备得到的燃煤化学链燃烧氧载体，与现有技术沉淀法和机械混合法制备得到燃煤化学链燃烧氧载体，煤的转化率提高了近21%。

[0024] 实施例6如图1所示，该利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法，其步骤包括：
步骤1、将赤泥（赤泥成分如下表表3所示）经过反复洗涤至pH为7，在温度200℃干燥12h并研磨成赤泥粉，干燥，然后在900℃下焙烧3h，制成颗粒细小、内部多孔、比表面积大的材料，焙烧后研磨成赤泥粉，取少部分赤泥粉测定该赤泥的饱和吸水量；测定该赤泥的饱和吸水量的具体过程为：向赤泥粉中加过量的去离子水得到浆液，浆液超声（超声频率为53kHz）搅拌30min后放置在50℃恒温水浴中12h，测出其饱和吸水量。将放置后的浆液中的上清液倒出并测量体积，将过量的去离子水减去上清液体积为该加入赤泥粉对应的饱和吸水量；
步骤2、向载体（MgO，载体与赤泥粉质量比为1:4）、助剂（质量比为1:1的CaO和K2CO3混合物，助剂为赤泥粉质量的10%）和活性组分（计算出需要加入的NiO相对应的硝酸镍，活性组分与赤泥粉质量比为1:4）中加入水配置成溶液，溶液体积为步骤1测定得到的该赤泥的饱和吸水量对应的体积，然后向溶液中缓慢滴入步骤1中的赤泥粉形成浆液，超声（超声频率为53kHz）搅拌30min，然后在50℃恒温水浴12h，在200℃下干燥12h后常规成型得到成型后的混合物；
步骤3、将步骤2得到的成型后的混合物在900℃下焙烧3h，得到燃煤化学链燃烧氧载体。

[0025] 本实施例制备得到的燃煤化学链燃烧氧载体，与现有技术沉淀法和机械混合法制备得到燃煤化学链燃烧氧载体，煤的转化率提高了近14%。

[0026] 以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

标题	发布/更新时间	阅读量
连续抽锌装置及方法	2020-05-12	183
一种强化载氧体氧化再生的化学链燃烧空气反应器	2020-05-19	203
一种自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统及方法	2020-05-12	972
泡沫铁燃气灶及泡沫铁火盖和泡沫铁火罩的制作方法	2020-05-14	210
一种耦合新能源低能耗实现CO2捕捉与利用的系统及其方法	2020-05-19	698
一种基于化学链燃烧的煤炭分级气化方法与装置	2020-05-11	974
一种高效资源化利用褐煤的方法	2020-05-13	376
一种正壬烷低温燃烧机理模型构建方法及其用途	2020-05-14	303
放散煤气锅炉系统、其运行方法及包括其的转炉煤气系统	2020-05-19	272
重质液体燃料焦化和化学链概念的整合	2020-05-12	376

一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法

一种利用等体积浸渍法制备燃煤化学链燃烧氧载体的方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：