鈣鈦礦型氧化物制備O2-CO2混合氣體的實驗研究.pdf

1、O2/CO2循環(huán)燃燒是最近被重點研究的燃煤CO2減排技術之一,這種燃燒方式是一種極具潛力的新型燃燒技術,但阻礙其應用的最主要的問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。論文結合O2/CO2循環(huán)燃燒的特點,對一種新型的基于高溫氧吸附的制氧技術開展研究。這一技術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用價值。
　　本文通過固定床實驗、X射線衍射分析以及碘滴定等手段對鈣鈦礦型氧化物的制備、反應性能及循環(huán)特性等進行了研究。主要的實驗內(nèi)容和結論如下:
　　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,并對其進行了X射線衍射分析。結果表明,采用EDTA-NH4·OH法制備的鈣鈦礦型金屬氧化物晶體成長更穩(wěn)定,產(chǎn)物更純凈,顆粒分布更均勻。
　　針對鈣鈦礦

3、型氧化物與CO2反應的特點,設計了一套固定床實驗裝置,該裝置通過切換流經(jīng)管式爐的氣體成分來實現(xiàn)鈣鈦礦型氧化物在兩個反應器中循環(huán)反應的模擬。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BSCF和SrCo0.8Fe0.2O3-δ(SCF)的反應特性進行了研究和比較,其中BSCF的最佳反

4、應條件為,800℃1小時預處理后870℃氧脫附。而SCF的最佳反應條件為,800℃吸附1小時后850℃下脫附。而BSCF與CO2反應30分鐘后轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高,并且完成一個循環(huán)后能夠完全轉(zhuǎn)化成原來的物相。兩種樣品的循環(huán)反應在幾個循環(huán)內(nèi)的循環(huán)性能良好,沒有明顯的衰減,循環(huán)性能良好。
　　最后利用碘滴定法對BSCF和SCF中的表征氧缺陷的氧非化學計量數(shù)δ進行了測量,根據(jù)所得氧缺陷δ值算得相應的BSCF和SCF與CO2反應的方程,結果表明