載氧體
- 化學(xué)鏈氣化中準(zhǔn)東煤灰對CaSO4載氧體改性及其作用機(jī)理
術(shù)中研究較多的載氧體主要有Cu、Fe、Ni、Mn 等金屬氧化物以及CaSO4等成本較低的非金屬礦物[1]，其中CaSO4載氧體因其價(jià)格低廉、載氧率高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為研究熱點(diǎn)[2]。Liu 等[3]在管式爐中進(jìn)行了煤和CaSO4載氧體的化學(xué)鏈氣化反應(yīng)性能研究，認(rèn)為CaSO4載氧體是非常有潛力的CLG 載氧體。但同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，CaSO4載氧體有反應(yīng)活性弱、對煤氣化催化作用弱等缺點(diǎn)。為了解決這些問題，前人做了大量研究。胡修德等[4]采用機(jī)械混合- 浸漬
化工進(jìn)展 2023年9期2023-10-14
- Fe2（SiO3）3制 為合載成氧氣體的的熱甲力烷學(xué)化研學(xué)究鏈 部分氧化
該技術(shù)主要通過載氧體在兩個反應(yīng)器之間的循環(huán)交替反復(fù)來傳遞晶格氧，從而獲得高品質(zhì)合成氣。載氧體主要包括鐵基載氧體［1-4］、鎳基載氧體［5-8］、銅基載氧體［9-11］。其中，鐵基載氧體具有儲氧能力高、來源廣泛、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，但隨著循環(huán)次數(shù)的增加，純鐵基氧化物的磨損和團(tuán)聚加劇，導(dǎo)致反應(yīng)活性降低［12］。因此，越來越多的研究者對鐵基復(fù)合材料進(jìn)行了研究。Luo 等［13］制備了鐵鈦復(fù)合載氧體，在960 ℃時(shí)甲烷轉(zhuǎn)化率接近100%；牛鵬杰［14］制備了C
石油化工 2023年1期2023-02-21
- 化學(xué)鏈燃燒鈣基載氧體研究進(jìn)展
燒技術(shù)，其利用載氧體的晶格氧替代空氣中氣態(tài)氧，可無需分離設(shè)備實(shí)現(xiàn)燃燒過程中的原位碳捕集，具有高燃燒效率和CO2內(nèi)分離特點(diǎn)。據(jù)測算，CLC相比傳統(tǒng)碳捕集技術(shù)，可降低成本約20%[4]，商業(yè)應(yīng)用前景廣闊。其中，載氧體的選擇與研發(fā)是該技術(shù)的關(guān)鍵[5]。優(yōu)良的載氧體應(yīng)兼顧載氧能力、反應(yīng)性、循環(huán)穩(wěn)定性及成本等多方面性能。目前金屬載氧體和非金屬載氧體是2類主要載氧體，金屬載氧體主要包括NiO、FeO/Fe2O3、CuO、MnO、CoO及混合金屬氧化物，非金屬載氧體主要
潔凈煤技術(shù) 2022年12期2023-01-15
- 化學(xué)鏈制氫研究進(jìn)展
2后的吸收劑和載氧體(NiO)被輸送至煅燒反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器中進(jìn)行再生，同時(shí)在煅燒反應(yīng)器中得到高純度的CO2，避免了氣體分離帶來的能耗，空氣反應(yīng)器中放出熱量可供重整反應(yīng)和煅燒反應(yīng)所需，上述反應(yīng)見公式(6)～(9)。TRCL工藝中，載氧體首先在燃料反應(yīng)器中被還原為低價(jià)態(tài)(或其對應(yīng)金屬單質(zhì))，同時(shí)燃料被完全氧化生成CO2/H2O混合氣，經(jīng)冷凝后得到純CO2；隨后，低價(jià)態(tài)的載氧體與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成H2/H2O混合氣，經(jīng)冷凝后得到純H2，同時(shí)載氧體被氧化；最后載
能源研究與利用 2022年6期2023-01-05
- 化學(xué)鏈CO2部分脫氧熱力學(xué)建模及載氧體性能評價(jià)
固體中間媒介（載氧體）的促進(jìn)下，將一個總化學(xué)反應(yīng)分為多個獨(dú)立的子反應(yīng)，并分別在多個獨(dú)立的反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)過程[9]。該類反應(yīng)過程容易控制、產(chǎn)物容易分離且反應(yīng)物轉(zhuǎn)化效率高，載氧體還可發(fā)揮催化劑的作用。將化學(xué)鏈技術(shù)應(yīng)用于CO2資源化轉(zhuǎn)化成為一種極具吸引力的研究方向[10-11]。QⅠU等[12]制備了三元尖晶石Cu0.4Co0.6Fe2O4載氧體，利用Cu對鈷鐵載氧體還原性的促進(jìn)作用，實(shí)現(xiàn)了650 °C下CO2分解速率達(dá) 144.6 μmol/(g?min)
天然氣化工—C1化學(xué)與化工 2022年6期2022-12-27
- 灰原位形成似長石結(jié)構(gòu)提高載氧體耐磨性研究
術(shù)[1].優(yōu)良載氧體的開發(fā)是化學(xué)鏈技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，載氧體以流態(tài)化形式循環(huán)于燃料與氧化反應(yīng)器間，分別進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)，承受機(jī)械、熱和化學(xué)等復(fù)雜交變應(yīng)力沖擊，易產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，存在相分離、孔坍塌、顆粒崩解等現(xiàn)象[2]，導(dǎo)致精細(xì)顆粒淘析、工況偏離等問題[3]，嚴(yán)重影響燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性[4].因此，耐磨性的提升與保持，是優(yōu)良載氧體開發(fā)的突破點(diǎn)[5].為提升載氧體耐磨性，常采用高溫煅燒或添加高硬度載體等方法來強(qiáng)化載氧體骨架.但溫度過高使其孔隙燒結(jié)和材料軟化決
燃燒科學(xué)與技術(shù) 2022年5期2022-10-29
- 煤化學(xué)鏈燃燒脫汞研究進(jìn)展
0吸附在飛灰或載氧體表面上并以顆粒態(tài)Hg(Hgp)的形式存在，但Hg0仍是煙氣中最主要的Hg形態(tài)[11]。因此，煙氣中Hg主要有Hg0、Hg2+和Hgp三種形態(tài)[12]，其中Hg2+易溶于水，可通過濕法煙氣脫硫裝置去除[13]。Hgp也易被靜電除塵器或袋式除塵器收集[14]。然而Hg0由于易揮發(fā)且難溶于水，難以被現(xiàn)有污染物控制設(shè)備有效去除[15]。因此，有效治理煙氣中Hg0是解決Hg污染問題的關(guān)鍵。由于Hg0難溶于水，因此冷凝裝置僅能分離出H2O(g)，而
潔凈煤技術(shù) 2022年8期2022-08-25
- 基于銅、錳基的CaSO4復(fù)合載氧體反應(yīng)活性改善的實(shí)驗(yàn)研究
制NOx生成。載氧體的選取是CLC系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵問題之一。而在CLC[4]系統(tǒng)中，載氧體需滿足氧轉(zhuǎn)移容量充足、反應(yīng)性好、機(jī)械完整性高、耐燒結(jié)性好、成本低、環(huán)境友好等標(biāo)準(zhǔn)。金屬載氧體具有相對較高的反應(yīng)活性，但各自都存在一些問題，如：Ni[5，6]基有一定的毒性，不僅反應(yīng)過程中易積碳，而且價(jià)格較高；Fe[7，8]、Cu[9，10]基反應(yīng)活性不高，成本較高且易燒結(jié)；Mn[11，12]基在循環(huán)過程中顆粒磨損嚴(yán)重且反應(yīng)速率較低；與這些金屬基的載氧體相比，CaSO4理
- 化學(xué)鏈鐵基載氧體磨損特性及機(jī)理研究
、空氣反應(yīng)器和載氧體(Oxygen Carrier，OC)等部分組成，載氧體作為連接2個反應(yīng)器交換的媒介，是CLC技術(shù)的關(guān)鍵組成部分[3-4]。在燃料反應(yīng)器中，載氧體傳遞內(nèi)部的晶格氧與燃料發(fā)生反應(yīng)并生成CO2和H2O，僅冷凝H2O后便可以得到高濃度的CO2，實(shí)現(xiàn)了低能耗、高濃度捕集CO2[5-7]。經(jīng)歷過還原反應(yīng)后的低價(jià)態(tài)載氧體進(jìn)入空氣反應(yīng)器中發(fā)生吸氧的氧化反應(yīng)，然后重新進(jìn)入燃料反應(yīng)器中開啟下一個新的循環(huán)反應(yīng)。此外，CLC中反應(yīng)溫度低的特點(diǎn)有效降低了NOx
煤炭科學(xué)技術(shù) 2022年6期2022-08-09
- 結(jié)構(gòu)型載氧體固定床化學(xué)鏈重整制氫的實(shí)驗(yàn)研究
反應(yīng)為基礎(chǔ)，由載氧體在兩個反應(yīng)器（還原反應(yīng)器和氧化反應(yīng)器）之間循環(huán)實(shí)現(xiàn)制氫的目的。甲烷化學(xué)鏈重整制氫過程示意圖如圖1 所示。首先，燃料反應(yīng)器（或還原反應(yīng)器）中的載氧體（MeO）的晶格氧不完全氧化甲烷后轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)（MeO）并生成H和CO，由于水蒸氣的加入也同時(shí)伴隨有水汽變換反應(yīng)，因此進(jìn)一步提高了反應(yīng)氣中氫氣的含量。隨后，還原態(tài)的載氧體循環(huán)進(jìn)入空氣反應(yīng)器（氧化反應(yīng)器）中，被空氣氧化為氧化態(tài)，同時(shí)放出大量的熱量。重整反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，載氧體在兩個反應(yīng)器中交替，可
能源研究與信息 2022年2期2022-08-05
- Fe2O3修飾CaSO4/Ben載氧體化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)特性
。CLC技術(shù)中載氧體在兩個相互連通的燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器之間循環(huán)[2]，或在單個流化床內(nèi)間歇運(yùn)行循環(huán)[3]。載氧體在燃料反應(yīng)器中為燃料供氧，隨后進(jìn)入空氣反應(yīng)器中氧化再生[4]，如此循環(huán)以避免燃料與空氣直接接觸，提高尾氣中CO2的富集程度，并抑制NOx的生成，從而降低CO2捕集成本。尋找具有載氧量高、熱穩(wěn)定性能好、氧化還原反應(yīng)性高和價(jià)廉易得、環(huán)境友好的載氧體是發(fā)展CLC技術(shù)的關(guān)鍵[5]。CaSO4因載氧量高、成本低和環(huán)境友好被廣泛關(guān)注，但應(yīng)用時(shí)存在機(jī)械強(qiáng)度
- 改性BaFe2O4載氧體生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化特性
質(zhì)的熱解產(chǎn)物與載氧體發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)一步裂解為小分子氣體[4-6]，目前已開發(fā)出Cu、Fe、Ni、Ca、Co 等多種金屬氧化物作為生物質(zhì)氣化過程的載氧體[7-11]。其中鐵基載氧體的研究最為廣泛，鐵基載氧體具有高穩(wěn)定性、價(jià)格低廉[12-13]等優(yōu)點(diǎn)，但鐵基載氧體在較高的溫度下才具備較好的活性，一定程度上限制了鐵基載氧體的使用[14]。針對鐵基載氧體的不足，添加其他金屬對鐵基載氧體改性是研究的主流，眾多研究表明，雙金屬或多金屬之間具有協(xié)同作用，能有效提高載
化工學(xué)報(bào) 2022年3期2022-03-24
- CuO修飾Fe基載氧體的錫盟褐煤化學(xué)鏈燃燒特性分析*
接觸，而是利用載氧體傳遞氧和熱量，通過兩步化學(xué)反應(yīng)完成燃燒過程，由于燃燒過程中燃料與空氣無直接接觸，避免了燃料型NOx的生成，且能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能的梯級利用[1-3]。在固體燃料化學(xué)鏈燃燒方面，OSCAR et al[4]采用鈦鐵礦作為載氧體，以松木作為燃料，在功率為1.5 kW串行流化床中進(jìn)行了55 h的燃燒實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鈦鐵礦在生物質(zhì)化學(xué)鏈燃燒實(shí)驗(yàn)中具有很高的還原能力，且在持續(xù)循環(huán)過程中不會發(fā)生團(tuán)聚燒結(jié)現(xiàn)象。沈天緒等[5]在功率為5 kW雙級燃料反應(yīng)器進(jìn)行煤的化
煤炭轉(zhuǎn)化 2022年2期2022-03-14
- Mg修飾Fe/Al載氧體煤化學(xué)鏈制氫
三部分，通過載氧體進(jìn)行氧傳遞。CLHG的優(yōu)勢在于燃料與空氣不接觸，以載氧體中的晶格氧作氧源，能夠制備高純氫并高效捕集碳，同時(shí)節(jié)省了傳統(tǒng)制氫工藝中必要的PSA 以及水煤氣變換裝置（WGS），大幅降低制氫的成本。燃料與載氧體的固-固接觸效率較低，導(dǎo)致反應(yīng)性能不高，因此需要開發(fā)反應(yīng)性和穩(wěn)定性優(yōu)異的載氧體。載氧體的研究眾多，Solunke等比較了化學(xué)鏈重整制氫中不同載氧體的性能，結(jié)果表明FeO的反應(yīng)性能良好、成本低，是目前最有前途的載氧體。針對化學(xué)鏈制氫過程，L
化工進(jìn)展 2022年2期2022-03-09
- 化學(xué)鏈重整制氫NiO-CeO2/γ-Al2O3復(fù)合載氧體的性能
和燃料反應(yīng)器，載氧體在兩個反應(yīng)器之間循環(huán)實(shí)現(xiàn)氧的轉(zhuǎn)移，且燃燒溫度比傳統(tǒng)燃燒溫度低，具有更高的能量利用效率。研究人員把化學(xué)鏈和制氫技術(shù)相結(jié)合形成一種新的制氫方法：甲烷化學(xué)鏈重整（chemical looping reforming，CLR）制氫，可以獲得高濃度H，并且具有低成本、低能耗和流程簡單等優(yōu)點(diǎn)。CLR 制氫以甲烷為還原劑，在燃料反應(yīng)中與水蒸氣、氧化態(tài)載氧體（MeO）發(fā)生重整反應(yīng)生成高濃度H和CO，而后失去晶格氧的載氧體（Me）在空氣反應(yīng)器中發(fā)生氧化反
化工進(jìn)展 2022年1期2022-02-12
- 鐵基載氧體輔助無煙煤焦富氧燃燒動力學(xué)分析
鑒化學(xué)鏈燃燒中載氧體傳遞氧的思路，提出“載氧體輔助燃燒（oxygen carrier aided combustion,OCAC）”的方法來解決流化床內(nèi)O2分布與煤燃燒不匹配的難題。該體系下，傳統(tǒng)的惰性床料被金屬載氧體MexOy-1替代，MexOy-1與O2發(fā)生氧化反應(yīng)生成MexOy避免局部O2濃度過高和煤燃燒超溫，MexOy則為欠氧環(huán)境下的煤顆粒燃燒提供氧，生成MexOy-1減少不完全燃燒損失。Chalmers理工大學(xué)在12 MW（熱功率）循環(huán)流化床上測
化工學(xué)報(bào) 2022年1期2022-01-26
- 鐵基載氧體煤化學(xué)鏈制氫的強(qiáng)化反應(yīng)
入燃料反應(yīng)器，載氧體(oxygen carrier，OC)提供晶格氧后發(fā)生化學(xué)鏈氣化，燃料部分氧化得到合成氣，經(jīng)過轉(zhuǎn)變反應(yīng)器和變壓吸附裝置后得到高純氫[13-14]。目前，對CLR工藝的研究較多，但是該工藝復(fù)雜，且后續(xù)裝置耗能較多，還需進(jìn)一步完善。HLG工藝是將燃料和水蒸氣直接氣化，通過化學(xué)鏈燃燒進(jìn)行碳捕集并提供熱量[15]。陽紹軍等[16]用CaO吸收甲烷重整和水煤氣變換產(chǎn)生CO2，化學(xué)鏈燃燒使用NiO作載氧體，模擬計(jì)算氫氣體積分?jǐn)?shù)為93.23%。蔣景周
中國粉體技術(shù) 2022年1期2022-01-13
- 復(fù)雜氧化物載氧體的調(diào)變策略及在過程強(qiáng)化中的應(yīng)用
鏈流程通常利用載氧體將總反應(yīng)拆分為兩個（或多個）子反應(yīng)，并通過載氧體實(shí)現(xiàn)氧氣/氧離子的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物分離、能量梯級利用等目的[18-21]。經(jīng)過最近二十年的飛速發(fā)展，化學(xué)鏈技術(shù)已經(jīng)逐漸從最初的燃料燃燒領(lǐng)域擴(kuò)展到眾多其他化工與能源生產(chǎn)領(lǐng)域，如燃料氣化與重整、空氣分離、催化脫氫、水裂解等[8，22-30]。由于不同的氧化還原反應(yīng)中反應(yīng)物與反應(yīng)條件等存在著顯著的差異，因此，設(shè)計(jì)與選擇合適的載氧體是能否實(shí)現(xiàn)不同化學(xué)鏈過程的先決條件。量子化學(xué)、高通量計(jì)算以及機(jī)器
化工學(xué)報(bào) 2021年12期2022-01-10
- 赤泥-銅礦石復(fù)合載氧體用于煤化學(xué)鏈氣化性能研究*
泥-銅礦石復(fù)合載氧體用于煤化學(xué)鏈氣化性能研究*劉思琦1,2，何 方1，趙 坤2?，趙海波3，黃 振2，魏國強(qiáng)2，楊 文1（1. 桂林理工大學(xué) 化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西 桂林 541004；2. 中國科學(xué)院廣州能源研究所，中國科學(xué)院可再生能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省新能源和可再生能源研究開發(fā)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640；3. 華中科技大學(xué)，煤燃燒國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074）煤化學(xué)鏈氣化制合成氣是一種資源利用率高、環(huán)境污染低、節(jié)能環(huán)保的新型氣化技術(shù)，
新能源進(jìn)展 2021年5期2021-11-03
- 有機(jī)固體廢棄物化學(xué)鏈氣化技術(shù)研究進(jìn)展
，而是通過作為載氧體的金屬或非金屬氧化物為固體燃料提供晶格氧，使燃料部分氧化以產(chǎn)生高品質(zhì)合成氣。該過程主要分兩步進(jìn)行：第一步是載氧體在燃料反應(yīng)器中發(fā)生還原反應(yīng)，為燃料提供晶格氧，促使固體燃料氣化產(chǎn)生合成氣，同時(shí)載氧體被還原成低價(jià)氧化物或單質(zhì)；第二步是被還原后的載氧體送入空氣反應(yīng)器中，發(fā)生氧化反應(yīng)，被空氣氧化恢復(fù)晶格氧至初始態(tài)，然后氧化后的載氧體被送入燃料反應(yīng)器。載氧體在2個反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)往復(fù)，以實(shí)現(xiàn)化學(xué)鏈氣化過程，其原理如圖1 所示。與常規(guī)氣化技術(shù)相比，化學(xué)
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2021年3期2021-05-14
- NiFeAlO4載氧體制備及煤化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)特性
。在此過程中，載氧體不僅可提供氧源，還可作為熱載體在空氣反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器之間循環(huán)；同時(shí)載氧體還可作為焦油裂解、煤焦氣化等反應(yīng)的催化劑。因此，高性能載氧體的研究是煤化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)中研究較多的載氧體包括鐵、鎳、銅、錳等金屬氧化物[5-7]，Idziak、Hu等[8-9]從不同角度對各種金屬氧化物載氧體的組成、結(jié)構(gòu)、改性及應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)。鐵基載氧體因其價(jià)格低廉、資源豐富、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)受到研究者的廣泛關(guān)注[10-15]，被認(rèn)
潔凈煤技術(shù) 2021年2期2021-04-08
- 煤化學(xué)鏈燃燒載氧體研究進(jìn)展
近年來固體金屬載氧體的研究進(jìn)展，討論載氧體和燃料的反應(yīng)路徑、機(jī)理和潛在的問題，并對未來研究方向進(jìn)行展望。1 煤的化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)途徑1.1 煤的原位氣化化學(xué)鏈燃燒的反應(yīng)途徑煤的化學(xué)鏈燃燒由3個主要部分構(gòu)成：燃料反應(yīng)器、氧化反應(yīng)器、載氧體，3者關(guān)系如圖1所示。在原位氣化化學(xué)鏈燃燒(Gasification chemical looping combustion,iG-CLC)過程中，高溫下，煤首先被熱解生成煤焦(C)和氣體揮發(fā)物(CO、H2、CH4等)。氣體揮
潔凈煤技術(shù) 2021年2期2021-04-08
- 鐵基載氧體化學(xué)鏈CH4/CO2轉(zhuǎn)化研究進(jìn)展
提出了基于循環(huán)載氧體的新型燃燒技術(shù)，該技術(shù)使用燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器，燃料在燃料反應(yīng)器中還原載氧體，被還原載氧體在空氣反應(yīng)器中被空氣氧化再生，將燃燒反應(yīng)分成了2個獨(dú)立的子反應(yīng)，降低了燃燒過程的不可逆性，實(shí)現(xiàn)了CO2生成物與N2的自分離，這項(xiàng)技術(shù)是現(xiàn)代化學(xué)鏈技術(shù)的雛形[8]。近年來，化學(xué)鏈技術(shù)因?yàn)楣に嚵鞒毯唵巍⑿矢呤艿皆絹碓蕉嗟年P(guān)注，衍生了多種技術(shù)，目前主要有化學(xué)鏈燃燒、化學(xué)鏈氣化、化學(xué)鏈重整、化學(xué)鏈制氫、化學(xué)鏈制氨、化學(xué)鏈氧化脫氫等[9?11]。化學(xué)鏈技
- 化學(xué)鏈過程中Cu低濃度摻雜改性Fe-基載氧體反應(yīng)性能：實(shí)驗(yàn)與理論模擬
1）引 言高效載氧體是當(dāng)前化學(xué)鏈技術(shù)從基礎(chǔ)研究實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)?；瘜W(xué)鏈技術(shù)[1]是一種新型能源高效、清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù)，具有CO2有效捕集優(yōu)勢。該技術(shù)借助載氧體[2-3]氧傳輸和載熱作用，分別與燃料和空氣在燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器中反應(yīng)，中間省去空分裝置，實(shí)現(xiàn)燃料清潔、高效轉(zhuǎn)化，可有效控制污染物的產(chǎn)生和排放。因此，化學(xué)鏈技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景[4-5]。實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵是高效載氧體的選擇。高效載氧體要求載氧率高、反應(yīng)性能好和循環(huán)性能穩(wěn)定。因此，高效載
化工學(xué)報(bào) 2020年11期2020-11-18
- LaMn1-x-yFexCoyO3-δ鈣鈦礦載氧體用于化學(xué)鏈部分氧化
金屬氧化物作為載氧體，利用其中的晶格氧替代純氧作為氧源實(shí)現(xiàn)甲烷部分氧化制合成氣。該工藝過程主要分兩步進(jìn)行：首先，具有活性的載氧體暴露在燃料反應(yīng)器的還原性氣氛中，載氧體顆粒吸收熱能，在高溫下產(chǎn)生氧離子和空位，在化學(xué)勢梯度差驅(qū)動下氧陰離子從體相中擴(kuò)散遷移至表面，而氧的化學(xué)勢梯度被電子逆流平衡，以保持整體電荷平衡[10]。CH4吸附在載氧體表面發(fā)生系列脫氫反應(yīng)并產(chǎn)生C 和H 原子，H原子結(jié)合形成H2，C 原子與表面O 原子結(jié)合形成CO，同時(shí)，載氧體被還原為低價(jià)態(tài)
化工學(xué)報(bào) 2020年11期2020-11-18
- 化學(xué)鏈氣化過程中CuFe2O4/SiO2載氧體的反應(yīng)性能及次煙煤的結(jié)構(gòu)演變
對空氣反應(yīng)器的載氧體還原反應(yīng)速率較慢，這使得燃料反應(yīng)器內(nèi)未反應(yīng)的碳被氣流攜帶至空氣反應(yīng)器內(nèi)，從而降低了整個體系的氣化效率[3-7]。因此，提高煤的氣化反應(yīng)速率是化學(xué)鏈氣化技術(shù)需要解決的關(guān)鍵問題。載氧體是化學(xué)鏈氣化過程的關(guān)鍵因素之一。到目前為止，合適的載氧體主要分布于化學(xué)元素周期表第四周期的過渡金屬元素中，以Fe、Mn、Ni、Cu和Co為代表。Guo等[1]提出的耦合催化氣化多功能鐵基復(fù)合載氧體(或鉀鈉修飾的鈣基等)，可有效提高煤氣化的反應(yīng)速率。但是在循環(huán)過
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年4期2020-09-27
- 制備過程對Cu-Fe復(fù)合載氧體特性的影響
和燃料反應(yīng)器。載氧體在這2個反應(yīng)器之間循環(huán)反應(yīng)，進(jìn)行氧與熱的傳輸和交換，實(shí)現(xiàn)化學(xué)鏈系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。在燃料反應(yīng)器中，燃料完成轉(zhuǎn)化，只生成CO2和H2O，而后在燃料反應(yīng)器出口，將H2O冷凝后得到純CO2，實(shí)現(xiàn)CO2的分離；同時(shí)，載氧體被燃料還原。還原后的載氧體循環(huán)進(jìn)入空氣反應(yīng)器中，與空氣反應(yīng)器中的氧氣反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)載氧體的氧化和再生。載氧體是化學(xué)鏈系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵因素，需具有高還原氧化活性、抗燒結(jié)、價(jià)格低廉和環(huán)境友好等特性。目前，載氧體通常為金屬氧化物，如NiO、
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- 堿金屬摻雜對NiFeAlO4載氧體結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性的影響
鏈燃燒技術(shù)中，載氧體作為攜帶氧和熱量的載體，是化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的核心，其理化性質(zhì)直接影響整個化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)的反應(yīng)性能[1-4]，因而高性能載氧體的開發(fā)一直是化學(xué)鏈燃燒技術(shù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)中研究較多的載氧體包括鐵、鎳、銅、錳等金屬氧化物[5-8]，其中，鐵基載氧體由于資源豐富、環(huán)境友好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)受到研究者的廣泛關(guān)注[9-14]，被認(rèn)為是非常有工業(yè)應(yīng)用前景的載氧體。但鐵基載氧體因反應(yīng)活性相對較差而限制了其應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下2個方面：(
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- 基于改性鐵礦石載氧體的煤化學(xué)鏈轉(zhuǎn)化
燃燒方式，通過載氧體在燃料反應(yīng)器與空氣反應(yīng)器間的交替循環(huán)實(shí)現(xiàn)氧的轉(zhuǎn)移，可以分步完成燃燒過程，實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用[1]。與傳統(tǒng)煤燃燒相比，煤化學(xué)鏈燃燒具有一些潛在的優(yōu)點(diǎn)[2]：1)減少了燃燒過程中的損，具有更高的能源利用效率；2)避免了煤與空氣直接接觸，降低了氮氧化物的產(chǎn)生；3)可在近零能耗情況下實(shí)現(xiàn)煙氣中CO2的內(nèi)分離。因此，煤化學(xué)鏈燃燒具有良好的應(yīng)用前景。載氧體作為攜帶氧和熱量的介質(zhì)，其理化性質(zhì)直接決定了化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)的性能?；瘜W(xué)鏈燃燒中的載氧體要具有良
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- 一種銅鐵鋁復(fù)合載氧體化學(xué)鏈燃燒性能
統(tǒng)(CLC)中載氧體首先被燃料(例如煤、甲烷、CO或生物質(zhì)等)還原生成貧氧狀態(tài)，同時(shí)燃料被氧化成水蒸氣和CO2，通過水蒸氣冷凝可以獲得純凈的CO2。隨后，載氧體被空氣重新氧化至富氧狀態(tài)同時(shí)釋放出熱量，再進(jìn)行下一次的化學(xué)鏈循環(huán)。化學(xué)鏈技術(shù)中，氧化銅的晶格氧活性遠(yuǎn)高于氧化鐵[4]?；谘趸~的高反應(yīng)活性以及以上研究結(jié)果，筆者制備了一種用于化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)的 Cu-Fe-Al-O 復(fù)合載氧體，并通過固定床反應(yīng)器探究了該載氧體的燃燒性能。在此基礎(chǔ)上，又探究了在4種還
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- 銅/鐵復(fù)合載氧體對煤化學(xué)鏈轉(zhuǎn)化反應(yīng)活性和碳微晶結(jié)構(gòu)的影響
，其原理是利用載氧體攜帶的晶格氧和熱量完成煤的氣化反應(yīng)[2-6]。載氧體是CLG過程的關(guān)鍵[7]。合適的載氧體主要分布于化學(xué)元素周期表第四周期的過渡金屬元素中，以Fe、Mn、Ni、Cu和Co[8]為代表。其中，銅/鐵復(fù)合載氧體因其成本優(yōu)勢在化學(xué)鏈技術(shù)應(yīng)用過程中備受關(guān)注[9]。Evdou等[10]通過固相反應(yīng)合成了一系列鐵基復(fù)合載氧體MeFe2O4(Me為Mn、Ni、Zn、Co或Cu)，并系統(tǒng)地比較了它們在CH4氧化中的性能，研究發(fā)現(xiàn)Cu/Fe復(fù)合載氧體具有
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- 溶膠-凝膠法制備NiFe2O4載氧體及其化學(xué)鏈制氫反應(yīng)性能
首先在FR中，載氧體與燃料反應(yīng)，生成合成氣或終端產(chǎn)物CO2與H2O，其自身被還原為金屬單質(zhì)或低價(jià)態(tài)金屬氧化物；然后載氧體進(jìn)入SR中，金屬單質(zhì)或低價(jià)態(tài)金屬氧化物與水蒸氣發(fā)生部分氧化，生成高純H2；被部分氧化的載氧體進(jìn)入AR再生，完成一個化學(xué)鏈制氫過程?；瘜W(xué)鏈制氫產(chǎn)物H2純度較高、無需額外催化劑、工藝簡單，環(huán)境友好，具有較好的應(yīng)用前景。高活性載氧體是化學(xué)鏈制氫的關(guān)鍵。當(dāng)前，國內(nèi)外研究較多的載氧體主要集中在Ni、Cu、Fe、Mn等單一或復(fù)合金屬氧化物[4-10]
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- 基于錳礦石載氧體的寧東煤化學(xué)鏈燃燒特性
熱點(diǎn)。CLC中載氧體(通常為金屬氧化物MeOα)在燃料反應(yīng)器與空氣反應(yīng)器之間循環(huán)，傳遞反應(yīng)所需要的晶格氧與熱功率，因空氣與燃料分隔而達(dá)到CO2易于分離捕集的目的[4-5]，其循環(huán)過程如圖1所示。發(fā)展至今，化學(xué)鏈技術(shù)的研究已經(jīng)由氣體燃料燃燒、重整拓展到了固體燃料、液體燃料的燃燒、氣化、重整，甚至制氧、制氫等領(lǐng)域。圖1 煤化學(xué)鏈燃燒循環(huán)原理圖Fig. 1 Schematic diagram of coal CLC cycleAR—Air reactor; FR
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- 部分氧解耦煤化學(xué)鏈燃燒中硫的演化與分布
，其通過高活性載氧體代替空氣，可以在保證煤高效利用和NOx有效減排的前提下，實(shí)現(xiàn)燃煤CO2的低成本在線捕集，具有極大的學(xué)術(shù)研究意義和應(yīng)用前景[1]。以CuFe2O4作為載氧體的部分氧解耦煤化學(xué)鏈燃燒(CLPOU)技術(shù)是Fe2O3基CLC技術(shù)與CuO基氧解耦化學(xué)鏈技術(shù)(CLOU)的有機(jī)結(jié)合，在集成單金屬載氧體各自優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，CuFe2O4既能直接分解釋放O2、又能進(jìn)一步傳遞殘余Fe2O3中晶格氧，對煤的充分轉(zhuǎn)化非常有利，極具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價(jià)值。然而，硫元素
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- 氬氣氣氛下銅基載氧體前驅(qū)體煅燒過程中氮氧化物的釋放特性
和燃料反應(yīng)器。載氧體在2個反應(yīng)器之間起到傳遞氧和熱量的作用，故載氧體的選擇對實(shí)現(xiàn)燃料的完全燃燒非常關(guān)鍵。理論上，在燃料反應(yīng)器中，燃料和載氧體反應(yīng)生成CO2和H2O，燃料反應(yīng)器的尾氣經(jīng)過簡單的冷凝，得到高濃度的CO2，可實(shí)現(xiàn)CO2的低能耗分離和收集。被還原的載氧體進(jìn)入空氣反應(yīng)器中被空氣氧化，之后重新進(jìn)入燃料反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)[1-2]。用于化學(xué)鏈燃燒的載氧體有多種,主要有人工合成載氧體和天然礦石，前者主要包括金屬載氧體和非金屬載氧體[3-4]。通常情況下，
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2020年6期2020-03-04
- Fe/CaO載氧體作用下生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化研究
金屬氧化物作為載氧體，為氣化過程供氧，提出了生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化技術(shù)。生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化技術(shù)是一種新的、高效的氣化技術(shù)，其基本原理是以載氧體中的晶格氧代替氣化劑的分子氧參與反應(yīng)，通過控制載氧體與生物質(zhì)的比例得到以H2和CO為主要成分的合成氣[3-4]。在這個過程中，載氧體能夠循環(huán)使用，降低了成本；空氣反應(yīng)器中載氧體的氧化反應(yīng)是一個放熱過程，反應(yīng)放出的熱量被載氧體帶到燃料反應(yīng)器中為燃料的氣化提供熱量，使得整個反應(yīng)無需外加熱源就能連續(xù)進(jìn)行；此外，載氧體能起到催化的作
山東科學(xué) 2019年5期2019-10-18
- 草木灰水溶液改性天然貧鐵礦載氧體試驗(yàn)研究
，還原性氣體與載氧體發(fā)生還原反應(yīng)，成為CO2和H2O(氣)；空氣和還原態(tài)的載氧體在空氣反應(yīng)器中發(fā)生氧化反應(yīng)，成為貧氧空氣。載氧體在燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器之間循環(huán)，有效避免了燃料與空氣直接接觸，可以實(shí)現(xiàn)CO2的高濃度富集，降低了煙氣處理捕集CO2的成本[1]。在眾多的載氧體材料中，天然鐵礦石因其價(jià)格低廉、來源廣泛的特點(diǎn)受到越來越多研究者的青睞。顧海明等[2-3]選擇赤鐵礦作為載氧體，試驗(yàn)結(jié)果表明赤鐵礦具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性和較高的機(jī)械強(qiáng)度。然而，天然鐵礦石載氧
發(fā)電設(shè)備 2019年3期2019-08-13
- CuFe2O4載氧體的釋氧特性及其對煤化學(xué)鏈氣化的影響
CuFe2O4載氧體的釋氧特性及其對煤化學(xué)鏈氣化的影響張?將，沈來宏，馮?璇，王璐璐(東南大學(xué)能源熱轉(zhuǎn)換及其過程測控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210096)采用燃燒合成法制備了CuFe2O4載氧體材料，通過TGA和流化床研究了CuFe2O4載氧體在不同溫度下的釋氧特性及其對煤化學(xué)鏈氣化的影響，并對載氧體物相組成的變化規(guī)律進(jìn)行了XRD分析．結(jié)果表明，低于1179.7℃時(shí)，CuFe2O4中最多有16.7%的晶格氧轉(zhuǎn)化為氣相氧；在750～950℃內(nèi)，CuFe2O4
燃燒科學(xué)與技術(shù) 2019年3期2019-06-12
- 基于CuFe2O4載氧體的羊腸煤化學(xué)鏈氣化特性
燒相似[6]。載氧體是煤化學(xué)鏈氣化的關(guān)鍵[7]。在煤化學(xué)鏈氣化反應(yīng)體系中，除了要求載氧體循環(huán)穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉、來源廣泛和環(huán)境友好外，還需載氧體具有一定的催化功能[8]和適中的氧化能力[9]，可以將煤氣化中間產(chǎn)物的碳?xì)湓乇M可能地轉(zhuǎn)化為CO和H2，減少CO2和H2O的生成。目前已開發(fā)的載氧體有銅基[10]、鐵基[11-12]和鈣基[13]等，但銅基載氧體容易燒結(jié)、鐵基載氧體反應(yīng)性能較低，鈣基(CaSO4)載氧體釋放有害含硫氣體。為了克服上述單一金屬載氧體的
石油學(xué)報(bào)（石油加工） 2019年3期2019-05-21
- 基于CoFe2O4載氧體的生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化熱力學(xué)分析及實(shí)驗(yàn)研究
化技術(shù)，其中，載氧體為燃料提供氣化反應(yīng)所需的氧，通過控制燃料和載氧體的質(zhì)量比，可以制備較高品質(zhì)的合成氣。與傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化工藝相比，CLG具有成本低、熱值高、焦油含量低等優(yōu)點(diǎn)[2-4]。載氧體是CLG技術(shù)的關(guān)鍵，與整個反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行緊密相關(guān)[5]。目前，F(xiàn)e、Co、Cu、Mn等[6-9]金屬氧化物，CaSO4[10]以及鈣鈦礦型載氧體[11]在化學(xué)鏈技術(shù)中研究較多。鐵基載氧體反應(yīng)活性較高且成本相對較低[12]，但是其載氧能力不夠高。針對鐵基載氧體的不足，對
燃料化學(xué)學(xué)報(bào) 2019年3期2019-04-03
- 直接球磨法制備鈰基載氧體用于甲烷化學(xué)鏈重整制合成氣性能研究
在燃燒過程中由載氧體直接向燃料提供所需的氧；避免了燃料與空氣的直接接觸，根除了氮氧化物的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的內(nèi)捕集[1]?；瘜W(xué)鏈重整技術(shù)是基于化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上提出的，由載氧體提供晶格氧來替代反應(yīng)所需的分子氧，得到預(yù)期的目標(biāo)產(chǎn)物合成氣（H2+CO）。在化學(xué)鏈重整過程中通過控制晶格氧和燃料的比例，使燃料發(fā)生部分氧化生成CO和H2[2-6]。載氧體在兩個反應(yīng)器中循環(huán)使用，在燃料反應(yīng)器中發(fā)生還原反應(yīng)，為重整反應(yīng)提供了所需的晶格氧，被還原的載氧體在空氣反應(yīng)器
天然氣化工—C1化學(xué)與化工 2019年6期2019-02-18
- 化學(xué)鏈重整中鈰基載氧體的熱分析動力學(xué)研究
術(shù)，該技術(shù)利用載氧體中的晶格氧來代替分子氧，為燃料提供所需的氧元素[1-5]。其反應(yīng)過程為：第一步在燃料反應(yīng)器中甲烷與載氧體發(fā)生部分氧化反應(yīng)生成合成氣；第二步在氧化反應(yīng)器中被還原的載氧體被氧化，恢復(fù)含氧量。相比于傳統(tǒng)的甲烷部分氧化重整（POM）制合成氣工藝，該工藝在相對較低的溫度下進(jìn)行反應(yīng)，整個體系為微放熱過程，減少了能量消耗；甲烷和氧不直接接觸，避免了爆炸危險(xiǎn)；使用載氧體中的晶格氧代替氧氣，避免了純氧設(shè)備的使用，節(jié)省了資金成本[6-8]。設(shè)計(jì)和制造合適的
天然氣化工—C1化學(xué)與化工 2019年6期2019-02-18
- 化學(xué)鏈燃燒工藝中載氧體的研究進(jìn)展
出[3]。通過載氧體吸收空氣中的氧氣轉(zhuǎn)化為載氧體內(nèi)部的晶格氧，在高溫條件下，燃料與載氧體內(nèi)的晶格氧或載氧體高溫分解的O2反應(yīng)放出熱量，燃燒過程中金屬氧化物(Me/MeO)載氧體在燃料反應(yīng)器中被燃料(合成氣或天然氣)還原成Me及在空氣反應(yīng)器中被空氣氧化成MeO，還原和氧化交替進(jìn)行，避免了燃燒過程中燃料和空氣的直接接觸，因無空氣中N2參與，CO2分離儲存，減少了燃料型NOx的生成[4]，且通過載氧體的梯級還原實(shí)現(xiàn)了燃料的梯級利用[5]，因此CLC具有CO2內(nèi)分
潔凈煤技術(shù) 2018年5期2018-10-15
- 煅燒參數(shù)對硫酸渣化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)特性的影響
攜帶氧源的固體載氧體材料通過在2個反應(yīng)器(燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器)之間的“釋氧-吸氧”循環(huán)實(shí)現(xiàn)煤炭的間接燃燒,有效提高了煤炭化學(xué)能的梯級利用和系統(tǒng)能量利用效率[3]。在燃料反應(yīng)器內(nèi),煤首先在氣化劑(H2O或CO2)作用下氣化生成以CO、H2和CH4為主的產(chǎn)物,然后與載氧體釋放的晶格氧反應(yīng)生成CO2和H2O(式(1)),經(jīng)簡單冷凝去除H2O后便可獲得高純CO2氣體。經(jīng)過“釋氧”后的載氧體循環(huán)進(jìn)入空氣反應(yīng)器后獲得空氣中的O2,重新實(shí)現(xiàn)載氧體的“釋氧”功能(式(
潔凈煤技術(shù) 2018年1期2018-03-03
- Cu/Si載氧體氧解耦反應(yīng)動力學(xué)研究
9)Cu/Si載氧體氧解耦反應(yīng)動力學(xué)研究王 坤，于慶波，劉金霖, 欒偉鵬(東北大學(xué) 冶金學(xué)院，沈陽 110819)通過機(jī)械混合法制備了Cu/Si載氧體并進(jìn)行了表征，利用熱重技術(shù)研究了5，10，15和20 ℃·min-1的升溫速率下載氧體的氧解耦反應(yīng)特性，并采用Coats-Redfern和Starink兩種方法進(jìn)行了動力學(xué)分析.載氧體物相組成主要包括CuO和SiO2，制備過程中Cu-Si的復(fù)合化合物未形成；顆粒中CuO和SiO2交錯分布，SiO2的添加能有效
材料與冶金學(xué)報(bào) 2017年4期2018-01-10
- 鉀鈉共修飾鐵礦石載氧體的反應(yīng)特性試驗(yàn)
法共修飾鐵礦石載氧體，在流化床上研究了K-Na負(fù)載量、反應(yīng)溫度和循環(huán)次數(shù)對載氧體性能的影響。結(jié)果表明：堿金屬K-Na共修飾鐵礦石的CO累積轉(zhuǎn)化率顯著高于純鐵礦石；溫度對載氧體反應(yīng)活性影響顯著；K和Na在循環(huán)過程中對鐵礦石活性的修飾效果保持穩(wěn)定；5Na1K-Fe和1Na5K-Fe的活性高于3Na3K-Fe。堿金屬； 載氧體； 浸漬法； 鐵礦石全球變暖改變了地球環(huán)境，造成了一系列自然災(zāi)害的發(fā)生，給世界各國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而控制和減少化石燃料燃燒所產(chǎn)生的溫
發(fā)電設(shè)備 2017年6期2017-11-21
- 草木灰水溶液改性的天然貧鐵礦載氧體的反應(yīng)性能
性的天然貧鐵礦載氧體的反應(yīng)性能胡曉雨，金保昇，王曉佳，王旭東，朱小明（東南大學(xué)，能源熱轉(zhuǎn)換及其過程測控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，能源與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210096）化學(xué)鏈燃燒是一種基于CO2零排放理念的無焰燃燒技術(shù)，能夠提高CO2捕集效率。本文選用一種天然貧鐵礦作為載氧體，在熱重分析儀上采用CO作為還原氣考察了其反應(yīng)特性。為了減輕載氧體表面的燒結(jié)情況，本文提出了采用草木灰水溶液對天然貧鐵礦載氧體進(jìn)行改性，并對改性后載氧體進(jìn)行短時(shí)間、多次數(shù)氧化還原循環(huán)實(shí)驗(yàn)研究
化工進(jìn)展 2017年11期2017-11-09
- 基于ASPEN PLUS煤鏈?zhǔn)饺紵倪^程模擬
軍摘 要：根據(jù)載氧體CaAlFe的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用Aspen Plus構(gòu)建煤鏈?zhǔn)饺紵Ｐ?，通過燃燒模型的構(gòu)建，對以CaAlFe為載氧體的煤鏈?zhǔn)饺紵性囇b置提供物料衡算及能量衡算參考，同時(shí)，通過煤鏈?zhǔn)饺紵Ｐ蛯Ξa(chǎn)品組分進(jìn)行優(yōu)化，探尋不同的工藝參數(shù)對不同煤鏈?zhǔn)饺紵^程的影響。關(guān)鍵詞：煤鏈?zhǔn)饺紵?span id="j5i0abt0b" class="hl">載氧體；Aspen Plus1 前言20世紀(jì)80年代，德國科學(xué)家Richter等提出化學(xué)鏈燃燒的概念，該技術(shù)具有非常高的能量利用率，沒有NOX等污染物的排放。自1983年德
中國化工貿(mào)易·上旬刊 2017年8期2017-09-10
- 甲烷化學(xué)鏈重整制合成氣的研究進(jìn)展
，分析了近幾年載氧體主要制備工藝的利弊，提出一些解決思路，最后指出了開發(fā)適合載氧體規(guī)模化制備的優(yōu)質(zhì)工藝，制備出高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的載氧體。甲烷；合成氣；化學(xué)鏈重整；載氧體甲烷是常規(guī)天然氣、煤層氣、甲烷水合物和沼氣的主要成分。沼氣屬于碳?xì)浠衔?，是可再生資源；另外地球上碳?xì)滟Y源儲量也很豐富，是未來煤炭和石油的理想替代資源[1]，其污染程度要遠(yuǎn)低于石油和煤炭，具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)點(diǎn)，所以以甲烷碳?xì)滟Y源為原料的化學(xué)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)對于未來資源開發(fā)利用具有
地下水 2017年4期2017-08-28
- NiFe2O4為載氧體的生物質(zhì)半焦化學(xué)鏈燃燒熱力學(xué)模擬研究*
iFe2O4為載氧體的生物質(zhì)半焦化學(xué)鏈燃燒熱力學(xué)模擬研究*劉 帥1，2，3，4，黃 振1，2，3，何 方1，2，3?，鄭安慶1，2，3，沈 陽1，2，3，4，李海濱1，2，3（1. 中國科學(xué)院廣州能源研究所，廣州 510640；2. 中國科學(xué)院可再生能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640；3. 廣東省新能源和可再生能源研究開發(fā)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640；4. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）本文建立了以鐵酸鎳（NiFe2O4）為載氧體的生物質(zhì)半焦
新能源進(jìn)展 2016年3期2016-08-13
- Co-Fe2O3[104]鐵基載氧體優(yōu)化體系作用下褐煤化學(xué)鏈燃燒特性
[104]鐵基載氧體優(yōu)化體系作用下褐煤化學(xué)鏈燃燒特性覃吳，侯翠翠，張俊姣，肖顯斌，程偉良，董長青，楊勇平 （華北電力大學(xué)生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備國家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 102206）摘要：前期研究發(fā)現(xiàn)高彌勒指數(shù)晶面載氧體Fe2O3[104]具有高的化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)特性，且Co對煤及其熱解中間產(chǎn)物具有催化氣化和催化轉(zhuǎn)化作用。通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化制備Co-Fe2O3[104]/Al2O3載氧體體系結(jié)構(gòu)，開展Co-Fe2O3[104]/Al2O3與褐煤的化學(xué)鏈燃燒，揭示載氧體
化工學(xué)報(bào) 2016年4期2016-07-04
- KNO3 修飾鐵礦石化學(xué)鏈制氫試驗(yàn)研究
成.還原過程中載氧體被通入的還原性氣體還原，制氫過程中還原態(tài)的載氧體與水蒸氣反應(yīng)并制取氫氣.CLHG 過程的優(yōu)點(diǎn)［1］:①系統(tǒng)比較簡單;②可以制備高純度的H2.在化學(xué)鏈制氫過程中，載氧體需要具備2 個重要的特點(diǎn)［2］:①能夠和還原性氣體反應(yīng)且還原得到的金屬氧化物或金屬單質(zhì)應(yīng)具備較高的產(chǎn)氫性能［3］;②從經(jīng)濟(jì)性的角度，載氧體容易從自然界中獲得，且在多次循環(huán)中有較高的穩(wěn)定性.已有研究表明，F(xiàn)e2O3被認(rèn)為是化學(xué)鏈制氫過程中的最佳載氧體［4-6］.在基于Fe2O
- 不同負(fù)載鐵基載氧體的制備與性能研究
［5］等特點(diǎn)。載氧體是化學(xué)鏈燃燒(CLC)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，載氧體的制備是化學(xué)鏈系統(tǒng)的基礎(chǔ)。載氧體的組成、反應(yīng)活性、循環(huán)性能是影響化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)運(yùn)行的重要因素。載氧體由活性組分及惰性載體組成。活性組分在還原過程中與氣體燃料反應(yīng)，生成的還原態(tài)載氧體再與空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，再生成氧化態(tài)的活性組分，如此循環(huán)的進(jìn)行氧化還原過程?；钚越M分在整個反應(yīng)過程中起到傳氧媒介的作用，將傳統(tǒng)的一步燃料燃燒反應(yīng)分解成為兩步氣固反應(yīng)。載氧體活性組分的研究主要集中在 Ni、Mn、Fe
應(yīng)用化工 2014年6期2014-05-14
- 煤化學(xué)鏈轉(zhuǎn)化技術(shù)研究進(jìn)展
氣化反應(yīng)分解為載氧體在兩個反應(yīng)器中的氧化和還原兩個反應(yīng)過程?；瘜W(xué)鏈將一步反應(yīng)分解為兩步反應(yīng)可以減小傳統(tǒng)燃燒或氣化反應(yīng)的熱力學(xué)不可逆性，從而提高了能源利用率。另外，兩反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度相對較低，可以有效控制NOx的生成。因此，具有內(nèi)分離CO2特性的化學(xué)鏈燃燒（chem ical looping combustion，CLC）被認(rèn)為是最具前景的CO2捕獲技術(shù)，具有熱力學(xué)優(yōu)勢的化學(xué)鏈燃燒、化學(xué)鏈氣化（chemical looping gasification，C
化工進(jìn)展 2014年6期2014-03-04
- 基于鐵基載氧體串行流化床煤化學(xué)鏈燃燒的滯流化現(xiàn)象
量消耗,它利用載氧體在2個反應(yīng)器(空氣反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器)之間交替反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)氧的傳遞,從而避免了空氣與燃料的直接接觸.燃料反應(yīng)器出口產(chǎn)物為CO2和H2O,經(jīng)過冷凝和干燥后得到純凈的CO2,從而實(shí)現(xiàn)CO2的內(nèi)分離．由于載氧體是影響化學(xué)鏈燃燒的關(guān)鍵因素,因而好的載氧體應(yīng)具有足夠高的反應(yīng)活性、機(jī)械強(qiáng)度和抗燒結(jié)能力，且環(huán)境友好及價(jià)格低廉等．目前主流載氧體包括鎳(Ni)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)和錳(Mn)等金屬的氧化物以及CaSO4．國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)利用熱
- 鈣基復(fù)合載氧體的制備及反應(yīng)性能
。以金屬氧化物載氧體（MeO）為例，其原理示意圖見圖 1。該技術(shù)將傳統(tǒng)的燃料與空氣直接接觸反應(yīng)借助于載氧體的作用分解為2個氣-固反應(yīng)，燃料與空氣無需接觸，由載氧體將晶格氧傳遞到燃料中?？刂?span id="j5i0abt0b" class="hl">載氧體與燃料的比值可以避免過量燃料被完全氧化生成 CO2和H2O，而是得到以CO和H2為主要組分的合成氣。合成氣沒有被N2稀釋，不需要常規(guī)的分離裝置，節(jié)約了能量，從而提高了系統(tǒng)效率。另外，由于無火焰的氣-固反應(yīng)溫度低于常規(guī)的氣化溫度，因而可控制熱力型NOx的生成。載氧體對
化工進(jìn)展 2013年10期2013-10-11
- Fe2O3為載氧體的煤／秸稈化學(xué)鏈燃燒循環(huán)特性研究
利用率［2］.載氧體是制約化學(xué)鏈燃燒效率的關(guān)鍵因素，目前研究中應(yīng)用的主流載氧體為金屬氧化物，如Ni、Fe、Cu、Mn、Co、Zn基氧化物等，而非金屬氧化物載氧體（如CaSO4）等也逐漸投入應(yīng)用.由于氣體燃料的化學(xué)鏈反應(yīng)比固體燃料與載氧體的反應(yīng)迅速且效率高，目前化學(xué)鏈燃燒的研究主要以合成氣、CH4、CO和 H2等氣體燃料［3－4］為主.因固體燃料廉價(jià)和豐富，對煤、生物質(zhì)等燃料化學(xué)鏈燃燒的研究更具有實(shí)際意義，但固體燃料帶入的灰分會影響載氧體的性能，使得化學(xué)鏈反
動力工程學(xué)報(bào) 2013年11期2013-09-22
- 基于鐵基載氧體串行流化床煤化學(xué)鏈燃燒的滯流化現(xiàn)象
量消耗，它利用載氧體在2 個反應(yīng)器(空氣反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器)之間交替反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)氧的傳遞，從而避免了空氣與燃料的直接接觸.燃料反應(yīng)器出口產(chǎn)物為CO2和H2O，經(jīng)過冷凝和干燥后得到純凈的CO2，從而實(shí)現(xiàn)CO2的內(nèi)分離.由于載氧體是影響化學(xué)鏈燃燒的關(guān)鍵因素，因而好的載氧體應(yīng)具有足夠高的反應(yīng)活性、機(jī)械強(qiáng)度和抗燒結(jié)能力，且環(huán)境友好及價(jià)格低廉等.目前主流載氧體包括鎳(Ni)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)和錳(Mn)等金屬的氧化物以及CaSO4.國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)利用