CN109433212A - 一种煤化学链气化制富氢合成气中磁性载氧体及其制备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁性载氧体的NiFe2O4载氧体及其制备方法。采用氧化还原法，控制适宜的反应条件，一步法制备出高稳定性和磁性的载氧体，该方法制备的载氧体是NiFe2O4和凹凸土组成的复合载氧体，NiFe2O4高度分散在凹凸土的表面，凹凸土中的镁、钙元素抑制了NiFe2O4的深度还原，并有效的控制还原价态在Fe3O4，进一步强化了水汽变换反应和提高了载氧体的抗烧结能力。本法制备简单，载氧体稳定性高等优点。同时可以实现煤化学链气化过程中，载氧体和未燃尽煤、燃尽灰渣等固体颗粒的高效分离。
Description
技术领域
本发明属于煤化学链气化技术中载氧体颗粒的制备技术领域。具体涉及一种磁性载氧体的NiFe2O4载氧体及其制备方法。
背景技术
载氧体是煤化学链气化的关键。优良的载氧体应具有较高的氧化还原反应活性、良好的机械强度、抗烧结和抗团聚能力、经济性以及环境友好。过渡金属元素镍、铁、铜、钴、以及锰被认为是载氧体的理想选择，但是这些材料都存在着各种各样的缺陷。一般的氧化铜熔点较低易发生烧结，氧化锰和氧化铁低的载氧能力和较弱的反应性能，氧化镍和氧化钴对环境产生不利影响。
为了找到性能更加优异的载氧体，研究学者们设计双金属活性复合的载氧体。目前，由于铁基载氧体具有价格低廉/来源广泛、环境友好等优势，基于铁基载氧体的双活性组分载氧体被大量开发和测试。近年来，铁酸盐在化学链燃烧过程中取得了很好的效果。另外，具有尖晶石结构的金属酸盐具有很高的热稳定性和磁性性能。高的热稳定性增加了氧载体的使用寿命，磁性特性可以将氧载体与灰分通过磁分离技术进行分离。
因此，金属铁酸盐在固体化学链技术中表现出巨大的潜力。目前，牛欣等人考察了铁酸铜在污泥化学链燃烧中的表现，发现铁酸铜具有较好的反应性能，王等人研究MFe2O4(M=Cu，Ni和Co)三种铁酸盐与木屑的化学链燃烧反应性能，发现CuFe2O4表现出最高的反应性能和最低的反应温度，NiFe2O4具有最好的焦油催化性能，CoFe2O4很容易还原到FeO。五次循环后三种铁酸盐都可以再生，其中CuFe2O4 和CoFe2O4 表现出较好的热稳定，但NiFe2O4在生物质化学链气化过程中容易发生烧结，导致循环稳定性下降。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供了一种用于煤化学气化制备富氢合成气的载氧体及其制备方法。该载氧体的循环稳定性较好，氧循环能力强、磁性强。载氧体由尖晶石结构的NiFe2O4复合金属氧化物和凹凸土组成，该载氧体中具有尖晶石结构的NiFe2O4的含量约为50-90%，凹凸土的含量约为10%-50%。载氧体在煤化学链气化过程中的应用，其中载氧体在燃料反应器的温度为950℃，在空气反应器中的反应温度为900℃。反应压力为常压，使用的燃料是煤等固态燃料。
本发明煤化学链气化技术载氧体含有尖晶石结构的NiFe2O4和凹凸土，具有尖晶石结构的载氧体有很高的热稳定性和磁性能，不仅可以为煤气化所需热量，还原态载氧体可以催化水汽变换反应，提高产物中H2的选择性；NiFe2O4分散在天然凹凸土载体的表面，解决了NiFe2O4作为载氧体时在高温下存在容易烧结的问题。
本发明采用氧化还原法，控制适宜的反应条件，一步法制备出高稳定性和磁性的载氧体，该方法制备的载氧体是NiFe2O4和凹凸土组成的复合载氧体，NiFe2O4高度分散在凹凸土的表面，凹凸土中的镁、钙元素抑制了NiFe2O4的深度还原，并有效的控制还原价态在Fe3O4，进一步强化了水汽变换反应和提高了载氧体的抗烧结能力。
与现有技术相比，本发明化学链气化制备富氢合成气载氧体具有制备方法简单、稳定性高和催化水汽变换反应等优点。同时可以实现煤化学链气化过程中，载氧体和未燃尽煤、燃尽灰渣等固体颗粒的高效分离。
本发明的载氧体应用于煤化学链气化过程中，携带热量完成煤气化，载氧体在成为还原态时，作为催化水汽变换反应的催化剂，将CO和水蒸气转化氢气和二氧化碳；载氧体在煤化学链气化中，于燃料反应器的温度为800-1000℃，于空气反应器中的反应温度为800-1000℃。
所述载氧体的制备方法包括如下步骤：
（1）按Ni3+/Fe3+摩尔比为0.5~2，配制硝酸镍和硝酸铁溶液；
（2）按［NaBH4］/［Ni3++Fe3+］摩尔比为2-4，配制NaBH4溶液；
（3）将上述两种溶液缓慢均匀的加入胶体磨中，剧烈搅拌3 min，得到含有纳米金属粒子的混合溶液A；
（4）继续剧烈搅拌1min，按NiFe2O4/凹凸土质量比为1~5，继续搅拌4min。将上述混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中，于150 ℃水热晶化12 h；
（5）自然冷却至室温，离心、洗涤；
（6）在空气中自然晾干后，转入100-140℃的干燥箱中干燥12-24 h，之后再置于800-1000 ℃的马弗炉中恒温煅烧3-8 h，破碎，筛分，得载氧体。
载氧体可以是球形、条形、微球形状，载氧体颗粒尺寸为10um-2000um，优选的颗粒尺寸为50-500um。
附图说明
图1为本发明实施例1所制得复合NiFe2O4/凹凸土的X射线衍射图。
具体实施方式
实施例1
取11.63gNi(NO3)2·6H2O和32.32gFe(NO3)2·6H2O放入500ml的烧杯中，加入200ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到A溶液。然后取9.12g硼氢化钠放入500ml烧杯中，加入280ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到B溶液。将上述A液和B液缓慢均匀的加入胶体磨中，搅拌3min。然后加入1.06g的凹凸土，继续搅拌1min，将上述混合溶液转移到500ml聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中。将反应釜放入到150℃的干燥箱中水热晶化12h。然后取出反应釜，自然冷却至室温，离心、洗涤，得到NiFe2O4/凹凸土复合载氧体颗粒。在空气中自然晾干后，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至950℃煅烧6h，破碎，用标准筛筛分后得到粒径为75-150μm的复合载氧体颗粒，其中NiFe2O4的质量含量为90wt%,凹凸土的含量为10wt%。
图1是本发明实施例1所制得复合NiFe2O4/凹凸土的X射线衍射图。将NiFe2O4的标准卡片PDF#22-1086和NiFe2O4的标准卡片PDF#10-0325与样品对比，可知NiFe2O4属于Fd3m立方的尖晶石结构，从XRD谱图的衍射指数可以看出还原氧化法成功的制备了晶体结构完美的NiFe2O4尖晶石。
实施例2
取11.63gNi(NO3)2·6H2O和32.32gFe(NO3)2·6H2O放入500ml的烧杯中，加入200ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到A溶液。然后取9.12g硼氢化钠放入500ml烧杯中，加入280ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到B溶液。将上述A液和B液缓慢均匀的加入胶体磨中，搅拌3min。然后加入2.34g的凹凸土，继续搅拌1min，将上述混合溶液转移到500ml聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中。将反应釜放入到150℃的干燥箱中水热晶化12h。然后取出反应釜，自然冷却至室温，离心、洗涤，得到NiFe2O4/凹凸土复合载氧体颗粒。在空气中自然晾干后，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至950℃煅烧6h，破碎，用标准筛筛分后得到粒径为75-150μm的复合载氧体颗粒，其中NiFe2O4的质量含量为80wt%,凹凸土的含量为20wt%。
实施例3
取11.63gNi(NO3)2·6H2O和32.32gFe(NO3)2·6H2O放入500ml的烧杯中，加入200ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到A溶液。然后取9.12g硼氢化钠放入500ml烧杯中，加入280ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到B溶液。将上述A液和B液缓慢均匀的加入胶体磨中，搅拌3min。然后加入4.01g的凹凸土，继续搅拌1min，将上述混合溶液转移到500ml聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中。将反应釜放入到150℃的干燥箱中水热晶化12h。然后取出反应釜，自然冷却至室温，离心、洗涤，得到NiFe2O4/凹凸土复合载氧体颗粒。在空气中自然晾干后，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至950℃煅烧6h，破碎，用标准筛筛分后得到粒径为75-150μm的复合载氧体颗粒，其中NiFe2O4的质量含量为70wt%,凹凸土的含量为30wt%。
实施例4
取11.63gNi(NO3)2·6H2O和32.32gFe(NO3)2·6H2O放入500ml的烧杯中，加入200ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到A溶液。然后取9.12g硼氢化钠放入500ml烧杯中，加入280ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到B溶液。将上述A液和B液缓慢均匀的加入胶体磨中，搅拌3min。然后加入6.25g的凹凸土，继续搅拌1min，将上述混合溶液转移到500ml聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中。将反应釜放入到150℃的干燥箱中水热晶化12h。然后取出反应釜，自然冷却至室温，离心、洗涤，得到NiFe2O4/凹凸土复合载氧体颗粒。在空气中自然晾干后，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至950℃煅烧6h，破碎，用标准筛筛分后得到粒径为75-150μm的复合载氧体颗粒，其中NiFe2O4的质量含量为60wt%,凹凸土的含量为40wt%。
实施例5
取11.63gNi(NO3)2·6H2O和32.32gFe(NO3)2·6H2O放入500ml的烧杯中，加入200ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到A溶液。然后取9.12g硼氢化钠放入500ml烧杯中，加入280ml蒸馏水，搅拌至全部溶解，得到B溶液。将上述A液和B液缓慢均匀的加入胶体磨中，搅拌3min。然后加入9.37g的凹凸土，继续搅拌1min，将上述混合溶液转移到500ml聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中。将反应釜放入到150℃的干燥箱中水热晶化12h。然后取出反应釜，自然冷却至室温，离心、洗涤，得到NiFe2O4/凹凸土复合载氧体颗粒。在空气中自然晾干后，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至950℃煅烧6h，破碎，用标准筛筛分后得到粒径为75-150μm的复合载氧体颗粒，其中NiFe2O4的质量含量为50wt%，凹凸土的含量为50wt%。
Claims (2)
1.一种煤化学链气化制富氢合成气中磁性载氧体及其制备，其特征在于：所述载氧体具有磁性，是NiFe2O4和凹凸土组成的复合载氧体；所述NiFe2O4为尖晶石结构，占载氧体含量的50-90%；所述载氧体中凹凸土，占载氧体含量的10%-50%；所述NiFe2O4和凹凸土相互作用，其中NiFe2O4分散在凹凸土的表面，凹凸土中的镁、钙元素抑制NiFe2O4还原，并有效的控制还原价态在Fe3O4；所述载氧体应用于煤化学链气化过程中，所述载氧体携带热量完成煤气化，载氧体在成为还原态时，作为催化水汽变换反应的催化剂，将CO和水蒸气转化氢气和二氧化碳；所述载氧体在煤化学链气化中，于燃料反应器的温度为800-1000℃，于空气反应器中的反应温度为800-1000℃；
所述载氧体的制备方法包括如下步骤：
（1）按Ni3+/Fe3+摩尔比为0.5~2，配制硝酸镍和硝酸铁溶液；
（2）按［NaBH4］/［Ni3++Fe3+］摩尔比为2-4，配制NaBH4溶液；
（3）将上述两种溶液缓慢均匀的加入胶体磨中，剧烈搅拌3 min，得到含有纳米金属粒子的混合溶液A；
（4）继续剧烈搅拌1min，按NiFe2O4/凹凸土质量比为1~5，继续搅拌4min；
将上述混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中，于150 ℃水热晶化12 h；
（5）自然冷却至室温，离心、洗涤；
（6）在空气中自然晾干后，转入100-140℃的干燥箱中干燥12-24 h，之后再置于800-1000 ℃的马弗炉中恒温煅烧3-8 h，破碎，筛分，得载氧体。
2.根据权利要求1所述的一种煤化学链气化制富氢合成气中磁性载氧体及其制备，其特征在于：所述载氧体可以是球形、条形、微球形状，载氧体颗粒尺寸为10um-2000um，优选的颗粒尺寸为50-500um。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111992211A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-11-27 | 宁夏共宣环保科技有限责任公司 | 一种核壳结构的脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN112063431A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 宁夏共宣环保科技有限责任公司 | 一种具有工业应用的规模化磁性CuFe2O4载氧体的制备方法 |
| CN113929199A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-14 | 伊犁新天煤化工有限责任公司 | 一种利用煤气化灰渣降低煤气化废水化学需氧量的方法 |
| WO2022141979A1 (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 华中科技大学 | 一种镍铁复合氧载体及其制备方法和应用 |
| RU2801852C1 (ru) * | 2022-11-23 | 2023-08-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ получения супермагнитных наночастиц феррита никеля |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101157549A (zh) * | 2007-09-14 | 2008-04-09 | 北京化工大学 | 一种粒径均一的纳米尖晶石铁氧体的制备方法 |
| US20110094226A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Mchugh Lawrence F | Process and apparatus for high energy efficiency chemical looping combustion |
| US20130130032A1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-05-23 | National Tsing Hua University | Fe-ni compound oxide for chemical looping combustion process and method of manufacturing the same |
| CN203442802U (zh) * | 2013-09-11 | 2014-02-19 | 华北电力大学 | 一种耦合气化多床结构固体燃料化学链反应装置 |
| CN105080550A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-11-25 | 博天环境集团股份有限公司 | 处理煤气化废水的臭氧氧化催化剂的制备方法 |
-
2018
- 2018-11-05 CN CN201811306465.4A patent/CN109433212A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101157549A (zh) * | 2007-09-14 | 2008-04-09 | 北京化工大学 | 一种粒径均一的纳米尖晶石铁氧体的制备方法 |
| US20110094226A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Mchugh Lawrence F | Process and apparatus for high energy efficiency chemical looping combustion |
| US20130130032A1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-05-23 | National Tsing Hua University | Fe-ni compound oxide for chemical looping combustion process and method of manufacturing the same |
| CN203442802U (zh) * | 2013-09-11 | 2014-02-19 | 华北电力大学 | 一种耦合气化多床结构固体燃料化学链反应装置 |
| CN105080550A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-11-25 | 博天环境集团股份有限公司 | 处理煤气化废水的臭氧氧化催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 杨明明等: ""Fe203/ATP载氧体制备及煤化学链燃烧性能研究"", 《燃料化学学报》 * |
| 汪合龙等: ""褐煤煤焦"一步法"制天然气双功能催化剂 Fe-Ni/ATP性能研究"", 《燃料化学学报》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112063431A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 宁夏共宣环保科技有限责任公司 | 一种具有工业应用的规模化磁性CuFe2O4载氧体的制备方法 |
| CN111992211A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-11-27 | 宁夏共宣环保科技有限责任公司 | 一种核壳结构的脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN111992211B (zh) * | 2020-09-27 | 2023-04-28 | 宁夏共宣环保科技有限责任公司 | 一种核壳结构的脱硝催化剂及其制备方法和应用 |
| WO2022141979A1 (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 华中科技大学 | 一种镍铁复合氧载体及其制备方法和应用 |
| CN113929199A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-14 | 伊犁新天煤化工有限责任公司 | 一种利用煤气化灰渣降低煤气化废水化学需氧量的方法 |
| CN113929199B (zh) * | 2021-10-26 | 2022-11-08 | 伊犁新天煤化工有限责任公司 | 一种利用煤气化灰渣降低煤气化废水化学需氧量的方法 |
| RU2801852C1 (ru) * | 2022-11-23 | 2023-08-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ получения супермагнитных наночастиц феррита никеля |
| RU2801852C9 (ru) * | 2022-11-23 | 2024-01-24 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ получения суперпарамагнитных наночастиц феррита никеля |
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