马琎晨
,
赵海波
,
郭磊
,
郑楚光
工程热物理学报
批量制备性能优良的氧载体是化学链燃烧技术的关键之一.本文提出采用喷动床造粒技术来批量制备铁基氧载体,利用自行设计的喷动流化床进行造粒实验,并在小型流化床台架上检验批量制备的不同种类铁基氧载体(Fe2O3/Al2O3,Fe2O3/SiO2)与煤的化学链燃烧性能.研究结果表明,喷动床批量制备铁基氧载体具有可行性,反应性较佳,制备周期较短,产量较高,颗粒粒径容易控制,球形度较好,造粒成本较低,可以为大型化学链燃烧实验提供成本低廉且性能优异的大批氧载体.
关键词:
化学链燃烧
,
氧载体
,
喷动床造粒
,
CO2富集
代小平
,
余长春
,
吴琼
催化学报
以La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3钙钛矿氧化物作氧载体,采用连续流动反应和连续顺序Redox反应考察了氧物种氧化甲烷的反应性能.结果表明,连续流动反应中La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3氧化物的氧物种能选择氧化甲烷生成合成气.在适宜的再氧化条件下,通过连续顺序Redox反应实现了La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3氧化物的氧物种氧化甲烷连续生成合成气,消耗的氧物种可通过与气相氧反应而得到补充.但随着Redox反应的进行,氧化物的持续供氧性能下降,钙钛矿结构被破坏.
关键词:
La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3
,
钙钛矿
,
氧载体
,
甲烷
,
合成气
,
氧化还原反应
蒋林林
,
赵海波
,
张少华
,
王保文
,
王建
,
郑楚光
工程热物理学报
高性能的氧载体是化学链燃烧技术实施的关键.本文采用溶胶凝胶法制备的Fe2O3/A12Oa氧载体,在固定床反应器中研究了它与CH4/空气在900℃下的循环反应性,并利用XRD、ESEM和BET对反应前后的氧载体进行了物化表征.试验结果表明,溶胶凝胶法制备的Fe2O3/A12O3氧载体具有良好的循环反应能力.随着循环次数的增多,氧载体与CH4反应生成CO2的最大浓度值从44.9%～51.2%逐渐增加,氧载体的还原氧化反应性逐渐增大.循环反应后,氧载体表面出现了一定程度的烧结现象,氧载体的比表面积、内孔容积和平均孔径均有所减小,但仍足够大.这些结果初步证明采用溶胶凝胶法制备的Fe2O3/A12O3氧载体具有实现气体燃料化学链燃烧技术的可行性,用于双连通循环流化床的化学连燃烧过程时,床料量约为51～212kg/MWth,循环倍率约为8.2 kg/s,MWth.
关键词:
化学链燃烧
,
二氧化碳捕捉
,
Fe2O3/A12O3
,
氧载体
,
固定床
魏永刚
,
王华
,
李孔斋
,
祝星
,
杜云鹏
,
程显名
材料导报
采用共沉淀法制备了Ce-Fe-Zr-O(x)/Al2O3氧载体.在固定床反应器中进行了氧载体的选择性氧化甲烷制合成气活性评价,通过XRD、BET、H2-TPR等手段对氧载体进行了表征.结果表明,Al2O3负载型氧载体与纯活性组分相比有着更高的比表面积,载体的存在改善了活性组分的分散性,提高了氧载体的整体热稳定性和抗烧结能力；氧载体存在吸附氧、表面晶格氧和体相晶格氧3种氧物种,其中体相晶格氧高温下能够持续释放,并能将甲烷选择性氧化成合成气；程序升温和等温活性评价实验表明,x=20％的氧载体具有较高的CH4转化率和CO、H2选择性以及合适的n(H2)/n(CO).
关键词:
甲烷
,
氧载体
,
选择性氧化
,
合成气
方彦飞
,
赵海波
,
梅道锋
,
郑楚光
工程热物理学报
化学链氧解耦燃烧是一种新型燃烧方式.本文在小型流化床实验台上,进行天然铜矿石吸氧/释氧循环反应和与高平煤的化学链氧解耦燃烧反应性能研究,发现氧载体具有良好的吸氧/释氧性能和煤化学链氧解耦燃烧性能,反应前后载体化学组分较为稳定,结构多孔,天然铜矿石适合用于高温制氧和煤CLOU过程.
关键词:
化学链氧解耦燃烧
,
氧载体
,
铜矿石
,
制氧
杜云鹏
,
魏永刚
,
王华
,
李孔斋
,
祝星
稀有金属材料与工程
通过共沉淀法制备了Pr0.7Zr0.3O2-δ复合氧化物氧载体,考察了制备温度、老化时间、pH以及母液浓度对Pr-Zr固溶体形成的影响,借助XRD、H2-TPR、O2-TPD和甲烷气-固反应等手段,进行了Pr-Zr固溶体制备最优路径的探索与其氧化性能的研究.结果表明:以Pr(NO3)3·6H2O和Zr(NO3)4为前驱盐,沉淀温度20℃、pH=12、800℃焙烧可制得Pr0.7Zr0.3O2-δ完美固溶体,固溶体的形成可增强材料晶格氧的移动性,从而提高其与甲烷的反应活性.
关键词:
Pr-Zr固溶体
,
制备方法
,
氧载体
,
甲烷部分氧化
梅道锋
,
赵海波
,
马兆军
,
郑楚光
工程热物理学报
本文使用化学吸附仪研究Fe2O3／Al2O3氧载体与H2的反应机理。在化学吸附仪中氧载体与H2在不同升温速率下发生程序升温还原反应（TPR），通过氢气消耗量计算氧载体转化率x，结合热力学平衡模拟辨识不同转化率区间的主导性反应；进而利用热分析动力学的积分法并结合双外推法研究各部分的反应机理。结果表明，转化率X为0—0．35时，反应可用二级化学反应速率方程来描述，机理函数为G（x）=（1-x）^-1-1，而在X为0．35-0．95时，反应可用成核核生长模型来描述，机理函数表示为G（X）=[-ln（1-x）]^3/4.
关键词:
氧载体
,
热分析动力学
,
反应机理辨识
,
程序升温还原
,
化学链燃烧
郑瑛
,
王保文
,
宋侃
,
郑楚光
工程热物理学报
本文提出了一种新的用于化学链燃烧的氧载体:CaSO4,对CaSO4作为氧载体时与CH4组成系统的热力学性能进行了研究,结果表明,在适当的温度范围内,CaSO4还原的直接产物是CaS,而不是CaO和SO2;CaS氧化的直接产物为CaSO4,也不是CaO和SO2.因此,CaSO4可以作为化学链燃烧的氧载体,而且不会有大量的SO2生成.同时,使用热重一红外分析仪研究了CaSO4和CH4系统的动力学特性,利用Coats-Redfern积分式得到CH4还原CaSO4的反应活化能E=1721.31 kJ/mol.
关键词:
化学链燃烧
,
氧载体
,
热力学
,
动力学
,
热重-红外分析
代小平
,
余长春
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2011.10416
采用溶胶-凝胶法制备了不同B位可变价离子的LaMO3 (M= Cr,Mn,Fe,Co)复合氧化物氧载体,采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜及CH4程序升温表面反应等手段对氧载体进行了表征,并用于直接选择氧化CH4的反应中.结果表明,Cr,Mn,Fe 和Co均能形成LaMO3纳米复合钙钛矿结构,其氧物种氧化能力大小顺序为LaCoO3＞ LaMnO3＞ LaFeO3＞ LaCrO3.在连续流动化学循环甲烷重整反应中,LaFeO3中的氧物种具有更好的选择氧化性能(H2/CO= 2.06),其CH4转化率和CO选择性分别达到89.6％和98.9％.10个连续顺序氧化-还原化学循环重整反应中,CH4转化率约为60％～70％,CO选择性达98％以上；且其结构保持了较高的稳定性.
关键词:
甲烷
,
化学循环重整
,
钙钛矿
,
B位离子
,
氧载体
,
合成气
何方
,
赵坤
,
黄振
,
李新爱
,
魏国强
,
李海滨
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60563-4
采用无皂乳液聚合法制备了聚苯乙烯(PS)聚合物微球,并采用胶晶模板法制备了三维有序大孔3DOM LaFeO3钙钛矿型氧化物.通过扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等手段对氧化物的性能进行了表征.利用程序升温还原和多次氧化还原循环反应评价了氧化物的反应性,并在固定床反应器上研究了其甲烷氧化性能.结果表明,与离心法和蒸发法相比,垂直沉积法获得的PS微球模板排列更均匀有序；前驱物溶剂及浓度对最终的三维有序大孔材料的结构有显著影响,利用乙醇为前驱物溶剂所制备的样品比利用乙烯为溶剂的样品具有更好的三维有序大孔结构,前驱物乙醇溶液浓度在1.0 mol/L为宜.甲烷氧化实验表明,3DOM-LaFeO3钙钛矿型氧化物中存在两种氧物种:表面吸附氧和体相晶格氧.表面吸附氧主要在反应初期将甲烷完全氧化为CO2和水蒸汽,而体相品格氧主要将甲烷部分氧化为H2和CO.在甲烷部分氧化反应中,三维有序大孔LaFeO3钙钛矿型氧化物比相同质量的纳米LaFeO3氧化物提供了更多的氧,并且可使甲烷在较宽的反应阶段生成H2和CO摩尔比为2∶1的合成气,从而更有利于后续的费托合成等工艺.
关键词:
三维有序大孔钙钛矿氧化物
,
氧载体
,
合成气
,
化学链重整
,
甲烷
