CN110055120A - 一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统 - Google Patents
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- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
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Abstract
本发明涉及化学技术领域，且公开了一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统，通过选用铁基‑Fe2O3和铜基‑CuO，铁基‑Fe2O3和铜基‑CuO的各项性能较于锰基‑Mn2O3、钴基‑Co3O4和锰基‑Mn2O3更好，且价格锰基‑Mn2O3和镍基‑NiO便宜许多，批量生产的性价比最佳，本实施例采用机械混合法，机械混合法的生产过程和调节容易控制，目标产物的产率高，适合工厂的大批量生产，该化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统，通过恒温干燥箱将Fe2O3颗粒和CuO颗粒内的水分完全去除，增加测重时的准确性，避免生产的复合载氧体的使用效果差，通过将惰性载体添加至载氧体能够提高载氧体的反应速率和机械强度，同时能降低反应温度，通过牛皮布的隔热能力强，避免地面的地热对泥团造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及化学技术领域，具体为一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统。
背景技术
化学链燃烧是一种新型燃烧技术，主要通过载氧体在两个独立反应器之间的循环来实现燃料的燃烧，这种方式有利于实现能源的合理利用而被广泛推广。
现有的化学链燃烧用复合载氧体的制备方法在进行工厂的批量生产时存在着生产效率低、生产成本高和产品质量差的问题，不适应于化学链燃烧技术的推广。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统，具备生产效率高、生产成本低和产品质量好等优点，解决了化学链燃烧用复合载氧体的制备方法在进行工厂的批量生产时存在生产效率低、生产成本高和产品质量差的问题。
(二)技术方案
为实现上述生产效率高、生产成本低和产品质量的目的，本发明提供如下技术方案：本化学链燃烧用复合载氧体的系统流程为第一步：选取载氧体颗粒，第二步：载氧体放入干燥箱干燥，第三步：测重，第四步：加入惰性载体，第五步：分别搅拌，第六步：集中搅拌，第七步：加入去离子水，第八步：晾干，第九步：干燥，第十步：煅烧，第十一步：破碎，第十二步：存储。
本化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，选用铁基-Fe2O3和铜基-CuO作为载氧体，本实施例采用机械混合法。
本化学链燃烧用复合载氧体的制备方法包括以下步骤：
(1)将Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别置于恒温干燥箱内，恒温干燥箱的温度设定为120℃，干燥时间设定12h。
(2)将干燥后的Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别测重，记录其重量后将Fe2O3颗粒和CuO颗粒按质量比1:1的份量分开放置待用。
(3)取用两份膨润土，两份膨润土与Fe2O3颗粒和CuO颗粒的质量比均为2：3，两份膨润土份量取用完毕后分开放置备用。
(4)将两份膨润土分别与Fe2O3颗粒和CuO颗粒置入搅拌装置内混合，搅拌速度设定为慢，搅拌时间为2h。
(5)待充分搅拌完毕后，将两份Fe2O3和CuO与膨润土的混合物倒入同一个搅拌装置内再进行搅拌，搅拌速度设定为慢，在搅拌过程中每30分钟添加一次去离子水，去离子水一次添加的质量与膨润土质量比为1:2，且通过肉眼观察，待添加和混合形成合适粘度的泥团状物后停止搅拌，将泥团状物取出备用。
(6)将大块泥团状物通过空气进行自然晾干，每个泥团之间的间隔为50mm，通过肉眼观察，待泥团自然晾干后，启动干燥箱。
(7)干燥箱的温度设定为80℃，将泥团堆放进入干燥箱内，时间设定24h。
(8)将泥团堆放于马弗炉内，温度设定950℃的环境下煅烧6h。
(9)将煅烧后的泥团置于破碎装置内进行破碎。
(10)破碎完成既为本化学链燃烧用复合载氧体的完成，将载氧体收集后存储在干燥通风的环境下，使用密封存储箱进行存储。
优选的，所述在地面铺设干净度高的牛皮布，将泥团放置在牛皮布上。
优选的，所述测重仪器采用机械分析天平。
优选的，所述大块泥团状物分段成大小一致的泥团。
优选的，所述破碎装置采用细碎机。
优选的，所述搅拌装置采用密封设计的搅拌装置。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统，具备以下有益效果：
1、该化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，通过选用铁基-Fe2O3和铜基-CuO，铁基-Fe2O3和铜基-CuO的各项性能较于锰基-Mn2O3、钴基-Co3O4和锰基-Mn2O3更好，且价格锰基-Mn2O3和镍基-NiO便宜许多，批量生产的性价比最佳，本实施例采用机械混合法，机械混合法的生产过程和调节容易控制，目标产物的产率高，适合工厂的大批量生产。
2、该化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，通过恒温干燥箱将Fe2O3颗粒和CuO颗粒内的水分完全去除，增加测重时的准确性，避免生产的复合载氧体的使用效果差。
3、该化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统，通过将惰性载体添加至载氧体能够提高载氧体的反应速率和机械强度，同时能降低反应温度。
4、该化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统，通过牛皮布的隔热能力强，避免地面的地热对泥团造成影响。
5、该化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，通过破碎装置采用细碎机，细碎机投资低于同等规模传统工艺设备35％-50％，产出效率高于同等规模传统粉碎设备35％-50％。长期运行维修费用也低于同等规模传统工艺设备35％-50％，在工厂进行使用时可以大幅减少运行费用。
附图说明
图1为本发明实施例一的系统流程图；
图2为本发明实施例二的系统流程图；
图3为为本发明实施例三的系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：本化学链燃烧用复合载氧体的系统流程为第一步：选取载氧体颗粒，第二步：载氧体放入干燥箱干燥，第三步：测重，第四步：加入惰性载体，第五步：分别搅拌，第六步：集中搅拌，第七步：加入去离子水，第八步：晾干，第九步：干燥，第十步：煅烧，第十一步：破碎，第十二步：存储。
本发明提出了一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，常见的载氧体分类为铜基-CuO、镍基-NiO、锰基-Mn2O3、铁基-Fe2O3和钴基-Co3O4，本实施例注重于工厂大批量进行生产，镍基-NiO作为在氧体各项性能(氧化还原特性、热特性、物理热特性和化学热特性)优异，但是其价格昂贵，并且燃烧后会生产有害物质，环境友好性地，因此本实施例不选用，锰基-Mn2O3的价格也较贵，因此同不采用，而锰基-Mn2O3和钴基-Co3O4的各项性能均较差，作为化学燃烧链燃烧使用效果不佳，因此本实施例也不采用。
本实施例选用铁基-Fe2O3和铜基-CuO，铁基-Fe2O3和铜基-CuO的各项性能较于锰基-Mn2O3、钴基-Co3O4和锰基-Mn2O3更好，且价格锰基-Mn2O3和镍基-NiO便宜许多，批量生产的性价比最佳，本实施例采用机械混合法，机械混合法的生产过程和调节容易控制，目标产物的产率高，适合工厂的大批量生产。
本化学链燃烧用复合载氧体的制备方法包括以下步骤：
(1)将Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别置于恒温干燥箱内，恒温干燥箱的温度设定为120℃，干燥时间设定12h，将Fe2O3颗粒和CuO颗粒内的水分完全去除，增加测重时的准确性，避免生产的复合载氧体的使用效果差。
(2)将干燥后的Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别测重，测重仪器采用机械分析天平，机械分析天平能够满足一般定量分析的准确度要求，灵敏度为0.1mg，通过分析天平严格控制Fe2O3颗粒和CuO颗粒的重量，增加本复合载氧体使用时的效果，记录其重量后将Fe2O3颗粒和CuO颗粒按质量比1:1的份量分开放置待用。
(3)取用两份膨润土，两份膨润土与Fe2O3颗粒和CuO颗粒的质量比均为2：3，两份膨润土份量取用完毕后分开放置备用。
(4)将两份膨润土分别与Fe2O3颗粒和CuO颗粒置入搅拌装置内混合，搅拌装置采用密封设计的搅拌装置，避免搅拌时外界异物进入混合物内造成混合物受到污染，搅拌速度设定为慢，搅拌时间为2h，使Fe2O3颗粒和CuO颗粒与膨润土充分地进行搅拌，保证Fe2O3颗粒和CuO颗粒与膨润土混合均匀，膨润土为惰性载体，将其添加至载氧体能够提高载氧体的反应速率和机械强度，同时能降低反应温度。
(5)待充分搅拌完毕后，将两份Fe2O3和CuO与膨润土的混合物倒入同一个搅拌装置内再进行搅拌，搅拌速度设定为慢，在搅拌过程中每30分钟添加一次去离子水，去离子水一次添加的质量与膨润土质量比为1:2，且通过肉眼观察，待添加和混合形成合适粘度的泥团状物后停止搅拌，将泥团状物取出备用。
(6)在地面铺设干净度高的牛皮布，将大块泥团状物分段成大小一致的泥团，放置在牛皮布上，通过空气进行自然晾干，牛皮布的隔热能力强，避免地面的地热对泥团造成影响，每个泥团之间的间隔为50mm，通过肉眼观察，待泥团自然晾干后，启动干燥箱。
(7)干燥箱的温度设定为80℃，将泥团堆放进入干燥箱内，时间设定24h，将泥团的水分充分散发，避免泥团含有水分导致影响下一步骤的进行。
(8)将泥团堆放于马弗炉内，温度设定950℃的环境下煅烧6h。
(9)将煅烧后的泥团置于破碎装置内进行破碎，破碎装置采用细碎机，细碎机投资低于同等规模传统工艺设备35％-50％，产出效率高于同等规模传统粉碎设备35％-50％。长期运行维修费用也低于同等规模传统工艺设备35％-50％，在工厂进行使用时可以大幅减少运行费用。
(10)破碎完成既为本化学链燃烧用复合载氧体的完成，将载氧体收集后存储在干燥通风的环境下，使用密封存储箱进行存储。
本实施例的系统图参考图1。
实施例二：本化学链燃烧用复合载氧体的系统流程为第一步：选取载氧体颗粒，第二步：载氧体放入干燥箱干燥，第三步：测重，第四步：加入惰性载体，第五步：分别搅拌，第六步：集中搅拌，第七步：加入去离子水，第八步：晾干，第九步：干燥，第十步：煅烧，第十一步：破碎，第十二步：存储。
本发明提出了一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统，常见的载氧体分类为铜基-CuO、镍基-NiO、锰基-Mn2O3、铁基-Fe2O3和钴基-Co3O4，本实施例注重于工厂大批量进行生产，镍基-NiO作为在氧体各项性能(氧化还原特性、热特性、物理热特性和化学热特性)优异，但是其价格昂贵，并且燃烧后会生产有害物质，环境友好性地，因此本实施例不选用，锰基-Mn2O3的价格也较贵，因此同不采用，而锰基-Mn2O3和钴基-Co3O4的各项性能均较差，作为化学燃烧链燃烧使用效果不佳，因此本实施例也不采用。
本实施例选用铁基-Fe2O3和铜基-CuO，铁基-Fe2O3和铜基-CuO的各项性能较于锰基-Mn2O3、钴基-Co3O4和锰基-Mn2O3更好，且价格锰基-Mn2O3和镍基-NiO便宜许多，批量生产的性价比最佳，本实施例采用机械混合法，机械混合法的生产过程和调节容易控制，目标产物的产率高，适合工厂的大批量生产。
本化学链燃烧用复合载氧体的制备方法包括以下步骤：
(1)将Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别置于恒温干燥箱内，恒温干燥箱的温度设定为100℃，干燥时间设定15h，将Fe2O3颗粒和CuO颗粒内的水分完全去除，增加测重时的准确性，避免生产的复合载氧体的使用效果差。
(2)将干燥后的Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别测重，测重仪器采用机械分析天平，机械分析天平能够满足一般定量分析的准确度要求，灵敏度为0.1mg，通过分析天平严格控制Fe2O3颗粒和CuO颗粒的重量，增加本复合载氧体使用时的效果，记录其重量后将Fe2O3颗粒和CuO颗粒按质量比1:1的份量分开放置待用。
(3)取用两份高岭土，两份高岭土与Fe2O3颗粒和CuO颗粒的质量比均为2：3.5，两份高岭土份量取用完毕后分开放置备用。
(4)将两份高岭土分别与Fe2O3颗粒和CuO颗粒置入搅拌装置内混合，搅拌装置采用密封设计的搅拌装置，避免搅拌时外界异物进入混合物内造成混合物受到污染，搅拌速度设定为慢，搅拌时间为1.5h，使Fe2O3颗粒和CuO颗粒与高岭土充分地进行搅拌，保证Fe2O3颗粒和CuO颗粒与高岭土混合均匀，高岭土为惰性载体，将其添加至载氧体能够提高载氧体的反应速率和机械强度，同时能降低反应温度。
(5)待充分搅拌完毕后，将两份Fe2O3和CuO与高岭土的混合物倒入同一个搅拌装置内再进行搅拌，搅拌速度设定为慢，在搅拌过程中每40分钟添加一次去离子水，去离子水一次添加的质量与高岭土质量比为1:3，且通过肉眼观察，待添加和混合形成合适粘度的泥团状物后停止搅拌，将泥团状物取出备用。
(6)在地面铺设干净度高的牛皮布，将大块泥团状物分段成大小一致的泥团，放置在牛皮布上，通过空气进行自然晾干，牛皮布的隔热能力强，避免地面的地热对泥团造成影响，每个泥团之间的间隔为20mm，通过肉眼观察，待泥团自然晾干后，启动干燥箱。
(7)干燥箱的温度设定为70℃，将泥团堆放进入干燥箱内，时间设定24h，将泥团的水分充分散发，避免泥团含有水分导致影响下一步骤的进行。
(8)将泥团堆放于马弗炉内，温度设定900℃的环境下煅烧8h。
(9)将煅烧后的泥团置于破碎装置内进行破碎，破碎装置采用细碎机，细碎机投资低于同等规模传统工艺设备35％-50％，产出效率高于同等规模传统粉碎设备35％-50％。长期运行维修费用也低于同等规模传统工艺设备35％-50％，在工厂进行使用时可以大幅减少运行费用。
(10)破碎完成既为本化学链燃烧用复合载氧体的完成，将载氧体收集后存储在干燥通风的环境下，使用密封存储箱进行存储。
本实施例的系统图参考图2。
实施例三：本化学链燃烧用复合载氧体的系统流程为第一步：选取载氧体颗粒，第二步：载氧体放入干燥箱干燥，第三步：测重，第四步：加入惰性载体，第五步：分别搅拌，第六步：集中搅拌，第七步：加入去离子水，第八步：晾干，第九步：干燥，第十步：煅烧，第十一步：破碎，第十二步：存储。
本发明提出了一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法及系统，常见的载氧体分类为铜基-CuO、镍基-NiO、锰基-Mn2O3、铁基-Fe2O3和钴基-Co3O4，本实施例注重于工厂大批量进行生产，镍基-NiO作为在氧体各项性能(氧化还原特性、热特性、物理热特性和化学热特性)优异，但是其价格昂贵，并且燃烧后会生产有害物质，环境友好性地，因此本实施例不选用，锰基-Mn2O3的价格也较贵，因此同不采用，而锰基-Mn2O3和钴基-Co3O4的各项性能均较差，作为化学燃烧链燃烧使用效果不佳，因此本实施例也不采用。
本实施例选用铁基-Fe2O3和铜基-CuO，铁基-Fe2O3和铜基-CuO的各项性能较于锰基-Mn2O3、钴基-Co3O4和锰基-Mn2O3更好，且价格锰基-Mn2O3和镍基-NiO便宜许多，批量生产的性价比最佳，本实施例采用机械混合法，机械混合法的生产过程和调节容易控制，目标产物的产率高，适合工厂的大批量生产。
本化学链燃烧用复合载氧体的制备方法包括以下步骤：
(1)将Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别置于恒温干燥箱内，恒温干燥箱的温度设定为110℃，干燥时间设定13h，将Fe2O3颗粒和CuO颗粒内的水分完全去除，增加测重时的准确性，避免生产的复合载氧体的使用效果差。
(2)将干燥后的Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别测重，测重仪器采用机械分析天平，机械分析天平能够满足一般定量分析的准确度要求，灵敏度为0.1mg，通过分析天平严格控制Fe2O3颗粒和CuO颗粒的重量，增加本复合载氧体使用时的效果，记录其重量后将Fe2O3颗粒和CuO颗粒按质量比1:1的份量分开放置待用。
(3)取用两份六价铝酸盐，两份六价铝酸盐与Fe2O3颗粒和CuO颗粒的质量比均为2：4，两份六价铝酸盐份量取用完毕后分开放置备用。
(4)将两份六价铝酸盐分别与Fe2O3颗粒和CuO颗粒置入搅拌装置内混合，搅拌装置采用密封设计的搅拌装置，避免搅拌时外界异物进入混合物内造成混合物受到污染，搅拌速度设定为慢，搅拌时间为2h，使Fe2O3颗粒和CuO颗粒与六价铝酸盐充分地进行搅拌，保证Fe2O3颗粒和CuO颗粒与六价铝酸盐混合均匀，六价铝酸盐为惰性载体，将其添加至载氧体能够提高载氧体的反应速率和机械强度，同时能降低反应温度。
(5)待充分搅拌完毕后，将两份Fe2O3和CuO与六价铝酸盐的混合物倒入同一个搅拌装置内再进行搅拌，搅拌速度设定为慢，在搅拌过程中每20分钟添加一次去离子水，去离子水一次添加的质量与六价铝酸盐质量比为1:2，且通过肉眼观察，待添加和混合形成合适粘度的泥团状物后停止搅拌，将泥团状物取出备用。
(6)在地面铺设干净度高的牛皮布，将大块泥团状物分段成大小一致的泥团，放置在牛皮布上，通过空气进行自然晾干，牛皮布的隔热能力强，避免地面的地热对泥团造成影响，每个泥团之间的间隔为30mm，增快晾干的速度，通过肉眼观察，待泥团自然晾干后，启动干燥箱。
(7)干燥箱的温度设定为90℃，将泥团堆放进入干燥箱内，时间设定24h，将泥团的水分充分散发，避免泥团含有水分导致影响下一步骤的进行。
(8)将泥团堆放于马弗炉内，温度设定950℃的环境下煅烧5h。
(9)将煅烧后的泥团置于破碎装置内进行破碎，破碎装置采用细碎机，细碎机投资低于同等规模传统工艺设备35％-50％，产出效率高于同等规模传统粉碎设备35％-50％。长期运行维修费用也低于同等规模传统工艺设备35％-50％，在工厂进行使用时可以大幅减少运行费用。
(10)破碎完成既为本化学链燃烧用复合载氧体的完成，将载氧体收集后存储在干燥通风的环境下，使用密封存储箱进行存储。
本实施例的系统图参考图3。
本发明的有益效果是：选用铁基-Fe2O3和铜基-CuO，铁基-Fe2O3和铜基-CuO的各项性能较于锰基-Mn2O3、钴基-Co3O4和锰基-Mn2O3更好，且价格锰基-Mn2O3和镍基-NiO便宜许多，批量生产的性价比最佳，本实施例采用机械混合法，机械混合法的生产过程和调节容易控制，目标产物的产率高，适合工厂的大批量生产，恒温干燥箱将Fe2O3颗粒和CuO颗粒内的水分完全去除，增加测重时的准确性，避免生产的复合载氧体的使用效果差，将惰性载体添加至载氧体能够提高载氧体的反应速率和机械强度，同时能降低反应温度，牛皮布的隔热能力强，避免地面的地热对泥团造成影响，破碎装置采用细碎机，细碎机投资低于同等规模传统工艺设备35％-50％，产出效率高于同等规模传统粉碎设备35％-50％。长期运行维修费用也低于同等规模传统工艺设备35％-50％，在工厂进行使用时可以大幅减少运行费用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种化学链燃烧用复合载氧体的系统，系统流程为第一步：选取载氧体颗粒，第二步：载氧体放入干燥箱干燥，第三步：测重，第四步：加入惰性载体，第五步：分别搅拌，第六步：集中搅拌，第七步：加入去离子水，第八步：晾干，第九步：干燥，第十步：煅烧，第十一步：破碎，第十二步：存储。
2.一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，选用铁基-Fe2O3和铜基-CuO作为载氧体，采用机械混合法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别置于恒温干燥箱内，恒温干燥箱的温度设定为100-120℃，干燥时间设定12-15h；
(2)将干燥后的Fe2O3颗粒和CuO颗粒分别测重，记录其重量后将Fe2O3颗粒和CuO颗粒按质量比1:1的份量分开放置待用；
(3)取用两份惰性载体，两份惰性载体与Fe2O3颗粒和CuO颗粒的质量比均为2：3-2:4，两份惰性载体份量取用完毕后分开放置备用；
(4)将两份惰性载体分别与Fe2O3颗粒和CuO颗粒置入搅拌装置内混合，搅拌装置采用密封设计的搅拌装置，搅拌速度设定为慢，搅拌时间为1.5-2h；
(5)待充分搅拌完毕后，将两份Fe2O3和CuO与惰性载体的混合物倒入同一个搅拌装置内再进行搅拌，搅拌速度设定为慢，在搅拌过程中添加去离子水，且通过肉眼观察，待添加和混合形成合适粘度的泥团状物后停止搅拌，将泥团状物取出备用；
(6)在地面铺设干净度高的牛皮布，将大块泥团状物放置在牛皮布上，通过空气进行自然晾干，通过肉眼观察，待泥团自然晾干后，启动干燥箱；
(7)干燥箱的温度设定为70-90℃，将泥团堆放进入干燥箱内，时间设定24h；
(8)将泥团堆放于马弗炉内，温度设定900-950℃的环境下煅烧5-8h；
(9)将煅烧后的泥团置于破碎装置内进行破碎，破碎装置采用细碎机；
(10)破碎完成既为本化学链燃烧用复合载氧体的完成，将载氧体收集后存储在干燥通风的环境下，使用密封存储箱进行存储。
3.根据权利要求1所述的一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，其特征在于：所述惰性载体为膨润土、高岭土和六价铝酸盐中的一个。
4.根据权利要求1所述的一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，其特征在于：所述去离子水每20-40分钟添加一次，去离子水一次添加的质量与惰性载体质量比为1:2。
5.根据权利要求1所述的一种化学链燃烧用复合载氧体的制备方法，其特征在于：所述将大块泥团状物分段成大小一致的泥团放置在牛皮布上，每个泥团之间的间隔为20-50mm。
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