鈣基復(fù)合載氧體的制備及反應(yīng)性能

郗艷榮，劉永卓，郭慶杰，程 煜，田紅景

（青島科技大學(xué)化工學(xué)院，清潔化工過程山東省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266042）

化學(xué)鏈氣化（chemical looping gasification，CLG）是一種新型氣化技術(shù)。以金屬氧化物載氧體（MeO）為例，其原理示意圖見圖 1。該技術(shù)將傳統(tǒng)的燃料與空氣直接接觸反應(yīng)借助于載氧體的作用分解為2個(gè)氣-固反應(yīng)，燃料與空氣無需接觸，由載氧體將晶格氧傳遞到燃料中。控制載氧體與燃料的比值可以避免過量燃料被完全氧化生成 CO2和H2O，而是得到以CO和H2為主要組分的合成氣。合成氣沒有被N2稀釋，不需要常規(guī)的分離裝置，節(jié)約了能量，從而提高了系統(tǒng)效率。另外，由于無火焰的氣-固反應(yīng)溫度低于常規(guī)的氣化溫度，因而可控制熱力型NOx的生成。載氧體對(duì)化學(xué)鏈氣化技術(shù)十分重要，其反應(yīng)性、持續(xù)循環(huán)能力和耐磨損性能[1]直接影響著化學(xué)鏈氣化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

當(dāng)前載氧體的主要制備方法[2]包括機(jī)械混合法、浸漬法、冷凍成粒法、共沉淀法及燃燒合成法。盡管機(jī)械混合法適用于大規(guī)模生產(chǎn)，但活性組分和惰性載體之間的混合均勻性較差，產(chǎn)品粒度不均一，易團(tuán)聚[3]。而冷凍成粒法、共沉淀法和燃燒合成法制備工藝復(fù)雜，使生產(chǎn)成本極大增加，不適宜用于規(guī)模化制備。開發(fā)適于規(guī)模化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)載氧體的方法對(duì)于化學(xué)鏈氣化技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義。

由于金屬氧化物載氧體會(huì)造成環(huán)境污染，且成本相對(duì)較高；天然礦石載氧體活性較差。而CaSO4因其儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、載氧能力強(qiáng)、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，成為目前研究較多的一種非金屬載氧體。……