鈣鈦礦型氧化物制備O2-CO2混合氣體的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、O2/CO2循環(huán)燃燒是最近被重點(diǎn)研究的燃煤CO2減排技術(shù)之一,這種燃燒方式是一種極具潛力的新型燃燒技術(shù),但阻礙其應(yīng)用的最主要的問(wèn)題是高額的制氧成本。目前,深冷法是提供O2/CO2混合氣體的唯一途徑,但是這種裝置投資大,能耗高。大大降低了燃燒的效率。論文結(jié)合O2/CO2循環(huán)燃燒的特點(diǎn),對(duì)一種新型的基于高溫氧吸附的制氧技術(shù)開(kāi)展研究。這一技術(shù)利用鈣鈦礦型氧化物作為氧載體吸附劑直接制取O2/CO2混合氣體。因此對(duì)鈣鈦礦型氧化物的吸附特性的研究具

2、有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文通過(guò)固定床實(shí)驗(yàn)、X射線衍射分析以及碘滴定等手段對(duì)鈣鈦礦型氧化物的制備、反應(yīng)性能及循環(huán)特性等進(jìn)行了研究。主要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　本文采用檸檬酸溶膠凝膠法和EDTA-NH4·OH法制備了幾種摻雜了不同金屬元素的鈣鈦礦型金屬氧化物,并對(duì)其進(jìn)行了X射線衍射分析。結(jié)果表明,采用EDTA-NH4·OH法制備的鈣鈦礦型金屬氧化物晶體成長(zhǎng)更穩(wěn)定,產(chǎn)物更純凈,顆粒分布更均勻。
　　針對(duì)鈣鈦礦

3、型氧化物與CO2反應(yīng)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一套固定床實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置通過(guò)切換流經(jīng)管式爐的氣體成分來(lái)實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦型氧化物在兩個(gè)反應(yīng)器中循環(huán)反應(yīng)的模擬。利用煙氣分析儀研究比較四種不同的鈣鈦礦型金屬氧化物的釋氧過(guò)程的濃度變化和釋氧性能以及循環(huán)特性,得到新型的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)性能較其他三種最優(yōu)。
　　分別對(duì)BSCF和SrCo0.8Fe0.2O3-δ(SCF)的反應(yīng)特性進(jìn)行了研究和比較,其中BSCF的最佳反

4、應(yīng)條件為,800℃1小時(shí)預(yù)處理后870℃氧脫附。而SCF的最佳反應(yīng)條件為,800℃吸附1小時(shí)后850℃下脫附。而B(niǎo)SCF與CO2反應(yīng)30分鐘后轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高,并且完成一個(gè)循環(huán)后能夠完全轉(zhuǎn)化成原來(lái)的物相。兩種樣品的循環(huán)反應(yīng)在幾個(gè)循環(huán)內(nèi)的循環(huán)性能良好,沒(méi)有明顯的衰減,循環(huán)性能良好。
　　最后利用碘滴定法對(duì)BSCF和SCF中的表征氧缺陷的氧非化學(xué)計(jì)量數(shù)δ進(jìn)行了測(cè)量,根據(jù)所得氧缺陷δ值算得相應(yīng)的BSCF和SCF與CO2反應(yīng)的方程,結(jié)果表明