[发明专利]一种硫酸钙载氧体颗粒的加工技术

说明书

技术领域

本发明属于复合型颗粒喷雾制备技术领域，涉及一种硫酸钙载氧体颗粒的制备技术方法。

背景技术：

化学链燃烧是一种崭新的燃烧理念，它以载氧体在两个反应器之间的循环交替反应来实现燃料的燃烧过程，可简单而低能耗地实现了CO₂的分离和捕集，同时也减少NOx气体产物的生成，提高能量的利用率。目前使用较多的载氧体集中在Ni、Fe、Cu、Mn和Co等金属氧化物领域，具有反应活性高的优点，但是金属氧化物颗粒在化学链燃烧过程中，由于多次在流化床反应器内循环，必然存在颗粒的磨碎、高温团聚，损失的金属氧化物进入大气，成为新的二次污染源。而且，现有技术制备金属氧化物载氧体颗粒存在着成本相对较高，制备工艺复杂，污染厉害等突出缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提出一种硫酸钙（CaSO₄）复合型载氧体颗粒的制备方法，CaSO₄和CO、H₂还原反应的活化性能与NiO接近，其载氧能力远高于金属氧化物载氧体，且价格低廉，其颗粒物对环境的污染效应较小，在硫酸钙颗粒表面负载活性组分粒子，采用醇类分散，通过喷雾法制备得到粒径分布较均匀，反应性能良好的硫酸钙载氧体颗粒。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：以硫酸钙（CaSO₄）为主体原料选取重量比为100份，与重量比为100～200份的甲醇或乙醇等醇类溶液混合均匀后加入到装有重量比为10～1000份水的反应器内，搅拌至溶液混合均匀，然后在反应器内按照20～500份重量比例加入硝酸盐溶液作为活性组分，将反应器置于超声分散装置内进行超声分散15～250分钟后，再将溶液取出置于喷雾装置中进行喷雾造粒，先在100℃条件下干燥60分钟，然后再在400～800℃温度下煅烧30～300分钟，即可得到反应性能满足要求的复合型载氧体颗粒。本发明所用的硝酸盐溶液包括硝酸锌或硝酸铜溶液，其重量百分比浓度为（1～50）%。

本发明与现有技术相比，其效果和益处在于：不需要研磨即可造粒，活性组分的负载较均匀，产品粒度分散性高，对环境友好，反应性能良好。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明做进一步描述。

本实施方案的原料为普通CaSO₄产品；分散剂为甲醇或乙醇；活性组分为金属硝酸盐类，包括硝酸锌或硝酸铜；CaSO₄为100重量份；活性组分为20～500重量份；分散剂甲醇或乙醇等醇类为100～200重量份；煅烧温度为400～800℃；煅烧时间为30～300分钟；其具体制备工艺流程如下：

步骤1：把硫酸钙和甲醇或乙醇溶液加入到盛有水的反应器内，搅拌至溶液混合均匀；

步骤2：在反应器内加入重量百分比浓度为（1～50）%的硝酸锌或硝酸铜溶液作为活性组分；

步骤3：将反应器置于超声分散装置内进行超声分散15～250分钟；

步骤4：将分散后的溶液取出置于喷雾装置中进行喷雾造粒；

步骤5：将收集到的颗粒先在100℃条件下干燥60分钟后再在400～800℃下煅烧30～300分钟，即得硫酸钙复合型载氧体颗粒。

实施例1：

取10g CaSO₄和10g乙醇置于5g水中，搅拌均匀，加入2g硝酸铜溶液活性组分，置于超声装置中进行分散15～250分钟，取出溶液装入喷雾装置中进行喷雾造粒，得到的颗粒在100℃下干燥60分钟，然后在400℃煅烧60分钟，得到粒径分布均匀的复合型载氧体颗粒。检测TG曲线显示本实施例制得的硫酸钙复合型载氧体颗粒同H₂反应具有良好的反应活性。

实施例2：

取10g CaSO₄和20g甲醇混合液置于5g水中，搅拌均匀，加入10g硝酸锌溶液活性组分，置于超声装置中进行分散15～250分钟，取出溶液装入喷雾装置中进行喷雾造粒，得到的颗粒在100℃下干燥120分钟，然后在800℃煅烧100分钟，得到粒径分布均匀的复合型载氧体颗粒；检测TG曲线显示本实施例制得的硫酸钙复合型载氧体颗粒同H₂反应具有良好的反应活性。

实施例3：

取10g CaSO₄和15g乙醇置于100g水中，搅拌均匀，加入20g硝酸盐活性组分，置于超声装置中进行分散15～250分钟，取出溶液装入喷雾装置中进行喷雾造粒，得到的颗粒在100℃下干燥60分钟，然后在600℃煅烧6200分钟，得到粒径分布均匀的复合型载氧体颗粒，检测曲线显示本实施例制得的复合型载氧体同H₂反应具有良好的反应活性。