[发明专利]分子筛原位封装活性组分型载氧体及其制备方法和应用

说明书

本发明属于化学链重整系统中载氧体制备技术领域，具体公开一种分子筛原位封装活性组分型载氧体及其制备方法和应用；所述制备方法包括：S1、将模板剂溶解到酸性溶液中，获得溶液I；所述酸性溶液为盐酸溶液或者硫酸溶液；将配体、过渡金属离子及铁离子结合程度调节剂、过渡金属硝酸/醋酸盐溶液于去离子水中，获得溶液II；S2、将溶液II加入溶液I中，搅拌均匀后逐滴加入硅源，获得溶液III；S3、溶液III转移至水热反应釜中，于80～120℃下进行水热晶化24～72h；S4、晶化反应结束后，进行过滤，将过滤所得晶体烘干后研磨；在流动空气气氛下，在550‑950℃焙烧，获得分子筛原位封装型载氧体粉末。本发明采用原位合成，合成方法简易，实现工业应用性高。

技术领域

本发明属于化学链重整系统中载氧体制备技术领域，具体涉及一种分子筛原位封装活性组分型载氧体及其制备方法和应用。

背景技术

生物能源是一种来源广泛，绿色，清洁的可再生能源，极具发展潜力。目前生物质能利用技术发展较为成熟，主要有物理成型材料技术，热化学转换技术及生物化学技术，其中热化学转化技术具有转化率高和易于规模化生产等优点，热解、气化等热化学转化技术成为生物质高值化利用重要途径。

生物质高效利用的主要途径之一是生物质气化制备合成气进而制备下游产品。生物质气化由生物质热解、热解挥发份重整、半焦燃烧等一系列反应平行或串联组成。传统生物质气化工艺中复杂的平行或串联反应通常在一个反应器内进行，难以定向调控某些特定反应，存在气化效率低、焦油含量高、氢碳比不能满足下游应用需求等问题。化学链重整技术具有能实现能量梯级利用以提高系统能量利用效率，使捕获CO₂消耗能量最少，燃烧温度(800～1000℃)低和无焰燃烧能有效降低燃料型和热力型含氮氧化物的排放等优点，因此在能源领域受到广泛关注。为解决传统生物质气化工艺中存在的问题，提出了基于解耦策略的生物质化学链气化工艺，图1是基于解耦策略的生物质化学链气化流程图。基于解耦策略的生物质化学链气化反应器将生物质气化反应器分成了三部分，分别为生物质热解反应器、挥发份重整反应器及再生反应器。其中，热解挥发份重整是基于解耦策略的生物质气化过程的关键。

化学链燃烧技术通常由两个相互串联但气氛相互独立的反应器组成，即空气反应器(Air Reactor,AR)和燃料反应器(Fuel Reactor,FR)，载氧体(Oxygen Carrier,OC)颗粒首先在空气反应器中将空气中的氧及空气反应器中的热量转移到载氧体中变成高氧势载氧体，后被运输至燃料反应器将载氧体中的氧转移至燃料中生成小分子产物被还原成低氧势载氧体，同时向重整反应提供热量，低氧势载氧体被运输至空气反应器进行循环再生。生物质应用于化学链燃烧、化学链重整或化学链气化的研究日益增多，化学链重整制氢技术和化学链燃烧基本原理相同，不同之处在于目标产品，化学链燃烧的目的产物是热量，而化学链重整制氢技术的目的产物是H₂和CO。