[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

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

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。

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。

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

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。

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；