一種複合型載氧體顆粒的製備方法

2023-10-08 05:20:09 1

專利名稱：一種複合型載氧體顆粒的製備方法
技術領域：
本發明屬於複合型顆粒噴霧製備技術領域，特別涉及一種基於硫酸 鈣顆粒的複合型載氧體顆粒的製備方法。
背景技術：
化學鏈燃燒是一種嶄新的燃燒理念，它以載氧體在兩個反應器之間
的循環交替反應來實現燃料的燃燒過程，可簡單而低能耗地實現了 co2
的分離和捕集，同時也減少NOx氣體產物的生成，提高能量的利用率。 目前使用較多的載氧體集中在Ni、 Fe、 Cu、 Mn和Co等金屬氧化物領 域，具有反應活性高的優點，但是金屬氧化物顆粒在化學鏈燃燒過程中， 由於多次在流化床反應器內循環，必然存在顆粒的磨碎、高溫團聚，損 失的金屬氧化物進入大氣，成為新的二次汙染源。而且，現有技術製備 金屬氧化物載氧體顆粒存在著成本相對較高，製備工藝複雜，汙染厲害 等突出缺點。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的缺點，尋求設計提出一種硫 酸鈣(CaS04)複合型載氧體顆粒的製備方法，CaS04和CO、 H2還原 反應的活化性能與NiO接近，其載氧能力遠高於金屬氧化物載氧體，且 價格低廉，其顆粒物對環境的汙染效應較小，在硫酸鈣顆粒表面負載活 性組分粒子，採用醇類分散，通過噴霧法製備得到粒徑分布較均勻，反 應性能良好的硫酸鈣載氧體顆粒。
為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案是以硫酸鈣 (CaS04)為主體原料選取重量比為100份，與重量比為100 200份的 甲醇或乙醇等醇類溶液混合均勻後加入到裝有重量比為10~1000份水的 反應器內，攪拌至溶液混合均勻，然後在反應器內按照20 500份重量 比例加入硝酸鹽溶液作為活性組分，將反應器置於超聲分散裝置內進行超聲分散15-250分鐘後，再將溶液取出置於噴霧裝置中進行噴霧造粒， 先在IO(TC條件下乾燥60分鐘，然後再在400 800。C溫度下煅燒30 300 分鐘，即可得到反應性能滿足要求的複合型載氧體顆粒。本發明所用的 硝酸鹽溶液包括硝酸鋅或硝酸銅溶液，其重量百分比濃度為(1~50)%。 本發明與現有技術相比，其效果和益處在於不需要研磨即可造粒， 活性組分的負載較均勻，產品粒度分散性高，對環境友好，反應性能良 好。
具體實施方式
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下面通過實施例對本發明做進一步描述。
本實施方案的原料為普通CaS04產品；分散劑為甲醇或乙醇；活 性組分為金屬硝酸鹽類，包括硝酸鋅或硝酸銅；CaS04為IOO重量份； 活性組分為20 500重量份；分散劑甲醇或乙醇等醇類為100~200重量 份；煅燒溫度為400 80(TC;煅燒時間為30~300分鐘；其具體製備工 藝流程如下
步驟l:把硫酸鈣和甲醇或乙醇溶液加入到盛有水的反應器內，攪
拌至溶液混合均勻；
步驟2:在反應器內加入重量百分比濃度為(1 50) %的硝酸鋅或
硝酸銅溶液作為活性組分；
步驟3:將反應器置於超聲分散裝置內進行超聲分散15~250分鐘； 步驟4:將分散後的溶液取出置於噴霧裝置中進行噴霧造粒； 步驟5:將收集到的顆粒先在IO(TC條件下乾燥60分鐘後再在
400 80(TC下煅燒30 300分鐘，即得硫酸鈣複合型載氧體顆粒。 實施例1:
取10gCaSO4和10g乙醇置於5g水中，攪拌均勻，加入2g硝酸銅 溶液活性組分，置於超聲裝置中進行分散15-250分鐘，取出溶液裝入 噴霧裝置中進行噴霧造粒，得到的顆粒在10(TC下乾燥60分鐘，然後在 40(TC煅燒60分鐘，得到粒徑分布均勻的複合型載氧體顆粒。檢測TG 曲線顯示本實施例製得的硫酸鈣複合型載氧體顆粒同H2反應具有良好 的反應活性。
實施例2:取10gCaSO4和20g甲醇混合液置於5g水中，攪拌均勻，加入10g 硝酸鋅溶液活性組分，置於超聲裝置中進行分散15~250分鐘，取出溶 液裝入噴霧裝置中進行噴霧造粒，得到的顆粒在IO(TC下乾燥120分鐘， 然後在80(TC煅燒100分鐘，得到粒徑分布均勻的複合型載氧體顆粒； 檢測TG曲線顯示本實施例製得的硫酸鈣複合型載氧體顆粒同H2反應具 有良好的反應活性。
實施例3:
取10g CaS04和15g乙醇置於100g水中，攪拌均勻，加入20g硝 酸鹽活性組分，置於超聲裝置中進行分散15-250分鐘，取出溶液裝入 噴霧裝置中進行噴霧造粒，得到的顆粒在10(TC下乾燥60分鐘，然後在 60(TC煅燒6200分鐘，得到粒徑分布均勻的複合型載氧體顆粒，檢測曲 線顯示本實施例製得的複合型載氧體同H2反應具有良好的反應活性。
權利要求
1、一種複合型載氧體顆粒的製備方法，其特徵在於，以硫酸鈣(CaS04)為主體原料選取重量比為100份，與重量比為100~200份的甲醇或乙醇等醇類溶液混合均勻後加入到裝有重量比為10~1000份水的反應器內，攪拌至溶液混合均勻，然後在反應器內按照20~500份重量比例加入硝酸鹽溶液作為活性組分，將反應器置於超聲分散裝置內進行超聲分散15~250分鐘後，再將溶液取出置於噴霧裝置中進行噴霧造粒，先在100℃條件下乾燥60分鐘，然後再在400~800℃溫度下煅燒30～300分鐘，即可得到反應性能滿足要求的複合型載氧體顆粒。
2、根據權利要求1所述的一種複合型載氧體顆粒的製備方法， 其特徵在於，所用的硝酸鹽溶液包括硝酸鋅或硝酸銅溶液，其重量百 分比濃度為(1 50) %。
全文摘要
本發明屬於複合型顆粒噴霧製備技術領域，涉及一種基於硫酸鈣顆粒的複合型載氧體顆粒的製備方法，以硫酸鈣為主體原料選取重量比為100份，與重量比為100～200份的甲醇或乙醇等醇類溶液混合均勻後加入到裝有重量比為10～1000份水的反應器內，攪拌至溶液混合均勻，然後在反應器內按照20～500份重量比例加入硝酸鹽溶液作為活性組分，將反應器置於超聲分散裝置內進行超聲分散15～250分鐘後，再將溶液取出置於噴霧裝置中進行噴霧造粒，先在100℃條件下乾燥60分鐘，然後再在400～800℃溫度下煅燒30～300分鐘，得到複合型載氧體顆粒。不需要研磨即可造粒，活性組分的負載較均勻，產品粒度分散性高，對環境友好，反應性能良好。
文檔編號B01J2/04GK101502773SQ20091001404
公開日2009年8月12日 申請日期2009年1月21日 優先權日2009年1月21日
發明者劉永卓, 王洪敏, 田紅景, 郭慶傑 申請人:青島科技大學