專利名稱：一種利用赤泥制備化學(xué)鏈燃燒氧載體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)鏈燃燒技術(shù)與赤泥資源化利用，具體涉及一種利用赤泥制備化學(xué)鏈燃燒氧載體的方法，屬于能源環(huán)境領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地球表面溫度升高、海平面上升、極端惡劣天氣頻繁出現(xiàn)引起了全人類對(duì)“溫室效應(yīng)”的關(guān)注，CO2是引起溫室效應(yīng)的主要溫室氣體，已被視為第三代空氣污染物。隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，以石油、煤、天然氣為主的含碳化石能源在人類生產(chǎn)、生活活動(dòng)中大量使用，打破了自然界生物圈、大氣圈原有的碳平衡。為實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，以《京都議定書(shū)》為重要標(biāo)志，國(guó)際社會(huì)對(duì)CO2減排已達(dá)成共識(shí)。2009年12月，旨在討論全球溫室氣體減排及低碳經(jīng)濟(jì)的“哥本哈根氣候變化大會(huì)”受到各國(guó)政府高度關(guān)注，美、日等國(guó)均在哥本哈根氣候變化大會(huì)上向全世界做出了 CO2具體的量化減排承諾?；剂系娜紵覝厥覛怏w的主要來(lái)源，煤、天然氣、石油等化石燃料在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的二氧化碳、氮氧化物與硫氧化物等有害氣體，加劇了大氣污染與全球變暖。為減少燃料燃燒過(guò)程中有害氣體的排放，各國(guó)十分重視能源的高效清潔利用。化學(xué)鏈燃燒技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳內(nèi)分離與燃料的高效利用的燃燒技術(shù)， 近年來(lái)備受各國(guó)研究者的關(guān)注。以Fe2O3為主要活性物種的化學(xué)鏈燃燒氧載體，由于其優(yōu)越的性能，被認(rèn)為是很有工業(yè)化前景的一種氧載體。但是要實(shí)現(xiàn)Fe2O3-基氧載體的大規(guī)模應(yīng)用，必須尋找一種廉價(jià)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)氧載體的規(guī)?；苽洹Ａ硗庖环矫?，中國(guó)作為世界第4大氧化鋁生產(chǎn)國(guó)，每年排放的赤泥高達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸。 作為一種污染性廢渣，由于含氧化鐵(Fe2O3)量大，外觀與赤色泥土相似，因而得名赤泥。也有些因含氧化鐵較少而呈棕色，甚至灰白色。鋁土礦中鋁含量高，采用拜爾法煉鋁，所產(chǎn)生的赤泥稱拜爾法赤泥；鋁土礦中鋁含量低的，用燒結(jié)法或用燒結(jié)法和拜爾法聯(lián)合煉鋁。其中以拜爾法赤泥中Fe2O3含量最高。赤泥的化學(xué)成分
赤泥種類拜耳法赤泥/%燒結(jié)法赤泥/%聯(lián)合法赤泥/%SiO23 2020 2320. 0 20. 5CaO2 846 4943. 7 46. 8Al2O310 205 75. 4 7. 5Fe2O330 607 106. 1 7. 5MgO一1. 2 1. 6一Na2O2 102. 0 2. 52. 8 3. 0K2O一0. 2 0. 40. 5 0. 7TiO2微量 102. 5 3. 06. 1 7. 7燒失量10 156 10一
赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣。作為世界第4大氧化鋁生產(chǎn)國(guó)，中國(guó)每年排放的赤泥高達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場(chǎng)堆放，占用了大量土地，也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。全世界每年產(chǎn)生的赤泥約7000萬(wàn)噸，我國(guó)每年產(chǎn)生的赤泥為3000萬(wàn)噸以上。大量的赤泥的產(chǎn)生已經(jīng)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活造成多方面的直接和間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的產(chǎn)量和危害，實(shí)現(xiàn)多渠道、大數(shù)量的資源化已迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用污染性廢渣赤泥制備化學(xué)鏈燃燒用氧載體，實(shí)現(xiàn)赤泥的大量利用，避免占用大量土地，對(duì)環(huán)境造成污染。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種利用赤泥制備化學(xué)鏈燃燒氧載體的方法，經(jīng)過(guò)下列各步驟
A.將赤泥在溫度110 300°C下干燥2 24小時(shí)，以脫除水分；
B.在步驟A所得干燥后赤泥中加入載體、助劑和活性組分，并混合均勻；
C.將步驟B所得混合物進(jìn)行常規(guī)成型；
D.將步驟C所得成型后的混合物在800 1000°C下焙燒4 12小時(shí)，即得到化學(xué)鏈
燃燒氧載體。所述步驟B的載體為惰性氧化物中的一種或幾種，如Si02、Ti02、Al203，按載體與干燥后赤泥的質(zhì)量比為0 41添加載體。所述步驟B的助劑為NaOH、KOH、Na2CO3中的一種或幾種，助劑的添加量為干燥后
赤泥與載體總質(zhì)量的0 5%。所述步驟B的活性組分為鈣鈦礦類氧化物(如LaFe03、SrFe03、LaQ.7SrQ.3Fe03)、六鋁酸鹽(如BaFeAlnOmLaFeAlnOmLaNiAlnC^XFeW^CuCKNiO中的一種或幾種，按活性組分與赤泥中Fe2O3的質(zhì)量比為0 1 1添加活性組分。所述步驟C的常規(guī)成型是根據(jù)使用需要制成球狀、粒狀或?qū)旌衔镞M(jìn)行整體成型。所述添加的載體、助劑和活性組分的純度為工業(yè)純或分析純。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)實(shí)現(xiàn)了赤泥的資源化利用；
(2)以赤泥為原料制備化學(xué)鏈燃燒用氧載體，大大降低了氧載體制備的成本，為氧載體規(guī)模化制備提供了一種廉價(jià)易得的原料，為化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)；
(3)將化學(xué)鏈燃燒技術(shù)與赤泥的資源化相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了資源高效利用，提高了能源利用效率，為二氧化碳減排提供技術(shù)支撐。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實(shí)例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
所用赤泥成分為
權(quán)利要求
1.一種利用赤泥制備化學(xué)鏈燃燒氧載體的方法，其特征在于經(jīng)過(guò)下列各步驟A.將赤泥在溫度110 300°C下干燥2 24小時(shí)，以脫除水分；B.在步驟A所得干燥后赤泥中加入載體、助劑和活性組分，并混合均勻；C.將步驟B所得混合物進(jìn)行常規(guī)成型；D.將步驟C所得成型后的混合物在800 1000°C下焙燒4 12小時(shí)，即得到化學(xué)鏈燃燒氧載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B的載體為惰性氧化物中的一種或幾種，按載體與干燥后赤泥的質(zhì)量比為0 4 1添加載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B的助劑為Na0H、K0H、Na2C03中的一種或幾種，助劑的添加量為干燥后赤泥與載體總質(zhì)量的0 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B的活性組分為鈣鈦礦類氧化物、六鋁酸鹽、Fe203、Cu0、Ni0中的一種或幾種，按活性組分與赤泥中Fe2O3的質(zhì)量比為0 1 1添加活性組分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟C的常規(guī)成型是根據(jù)使用需要制成球狀、粒狀或?qū)旌衔镞M(jìn)行整體成型。
全文摘要
本發(fā)明提出一種利用赤泥制備化學(xué)鏈燃燒氧載體的方法，通過(guò)將赤泥干燥后加入載體、助劑和活性組分，并混合均勻；然后常規(guī)成型；再焙燒，即得到化學(xué)鏈燃燒氧載體。該方法實(shí)現(xiàn)了赤泥的資源化利用；大大降低了氧載體制備的成本，為氧載體規(guī)?；苽涮峁┝艘环N廉價(jià)易得的原料，為化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)；將化學(xué)鏈燃燒技術(shù)與赤泥的資源化相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了資源高效利用，提高了能源利用效率，為二氧化碳減排提供技術(shù)支撐。
文檔編號(hào)C10L10/00GK102517122SQ20111032931
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者李孔齋, 段月娟, 王 華, 祝星, 胡建杭, 魏永剛 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)