富鐵銅精礦用于甲烷化學(xué)鏈燃燒的研究
發(fā)布時間:2021-05-20 08:35
化學(xué)鏈燃燒是一種比較節(jié)能環(huán)保的新型燃燒技術(shù),它利用儲氧材料,即氧載體在循環(huán)過程中的氧化還原反應(yīng)來使化石燃料氧化產(chǎn)生CO2和H2O,同時能從尾氣中捕集和獲得高濃度的二氧化碳,從而極大的降低工業(yè)成本并提高能源利用效率。氧載體在化學(xué)鏈燃燒技術(shù)中起著非常重要的作用,因此選擇和制造合適的氧載體將顯著影響化學(xué)鏈燃燒過程的成本和總的系統(tǒng)效率。富鐵銅精礦所含雙金屬氧載體的自然優(yōu)勢和礦物氧載體的經(jīng)濟優(yōu)勢使得其在未來氧載體工業(yè)化進程中具有較大的潛力。本文提出使用富鐵銅精礦作氧載體用于甲烷化學(xué)鏈燃燒,不僅可以使礦物資源得到合理化利用,而且可以大幅度降低氧載體的制作成本。本文首先對原富鐵銅精礦進行焙燒處理使它達到作為氧載體的基本要求。在恒溫循環(huán)反應(yīng)實驗中,使用甲烷作為還原原料,對氧載體的反應(yīng)性和循環(huán)性進行了一系列的評價。發(fā)現(xiàn)當反應(yīng)溫度為900℃的時候,銅礦石氧載體的CO2選擇性達到了95%,并且在后續(xù)的穩(wěn)定性測試中也表現(xiàn)的非常完美。還對循環(huán)后和循環(huán)前的樣品做了一系列的表征,證明了經(jīng)過循環(huán)之后銅礦石氧載體的還原性得到了提高。本文還對在甲烷還原的氣...
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 化學(xué)鏈燃燒技術(shù)
1.3 氧載體研究背景
1.3.1 人工合成氧載體
1.3.2 氧化型礦物氧載體
1.4 富鐵銅精礦
1.5 研究內(nèi)容及目的
第二章 實驗部分
2.1 主要的反應(yīng)氣體和儀器設(shè)備
2.2 氧載體的制備
2.2.1 富鐵銅礦型氧載體的制備
2.2.2 復(fù)合銅礦石型氧載體的制備
2.3 氧載體的表征
2.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析
2.3.2 元素成分分析
2.3.3 微觀形貌和元素分布分析
2.3.4 比表面積測定
2.3.5 氣體成分分析
2.3.6 氫氣程序升溫還原
2.3.7 熱重分析
2.4 氧載體的活性評價
2.4.1 活性評價裝置
2.4.2 甲烷化學(xué)鏈燃燒恒溫反應(yīng)
2.4.3 甲烷化學(xué)鏈燃燒循環(huán)反應(yīng)
2.4.4 氧載體的性能評價指標
第三章 富鐵銅礦石氧載體的反應(yīng)性和循環(huán)性的研究
3.1 引言
3.2 氧載體的化學(xué)成分分析
3.3 恒溫還原反應(yīng)
3.4 氧化還原反應(yīng)
3.5 本章小結(jié)
第四章 富鐵銅精礦氧載體的甲烷還原動力學(xué)分析
4.1 引言
4.2 動力學(xué)模型以及動力學(xué)計算公式
4.3 反應(yīng)動力學(xué)分析
4.4 反應(yīng)活化能的分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 赤泥改性富鐵銅礦作為氧載體及其性能的研究
5.1 引言
5.2 氧載體的物理化學(xué)表征
5.3 氧載體的還原性能和循環(huán)穩(wěn)定性
5.4 氧載體還原特性和反應(yīng)速率
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 研究結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鈰基與鈷基Co3O4-CeO2氧載體上甲烷化學(xué)鏈轉(zhuǎn)化特性:產(chǎn)物選擇性控制[J]. 曾良鵬,黃樊,祝星,鄭敏,李孔齋. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2017(01)
[2]表面形貌控制增強鐵基載氧體與褐煤化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)活性[J]. 覃吳,林常楓,程偉良,肖顯斌. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2015(01)
[3]過渡金屬元素摻雜硫酸鈣氧載體的還原性能[J]. 王京,楊士建,顧翀,瞿贊,晏乃強,賈金平,王文華. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報. 2012(04)
[4]化學(xué)鏈燃燒的能源環(huán)境系統(tǒng)研究進展[J]. 金紅光,洪慧,韓濤. 科學(xué)通報. 2008(24)
[5]鈰鐵復(fù)合氧化物制備及其甲烷選擇性氧化制合成氣催化性能[J]. 李孔齋,王華,魏永剛,劉明春. 中國稀土學(xué)報. 2008(01)
[6]化學(xué)能與物理能綜合梯級利用原理[J]. 金紅光,洪慧,王寶群,韓巍,林汝謀. 中國科學(xué)E輯:工程科學(xué) 材料科學(xué). 2005(03)
本文編號:3197452
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 化學(xué)鏈燃燒技術(shù)
1.3 氧載體研究背景
1.3.1 人工合成氧載體
1.3.2 氧化型礦物氧載體
1.4 富鐵銅精礦
1.5 研究內(nèi)容及目的
第二章 實驗部分
2.1 主要的反應(yīng)氣體和儀器設(shè)備
2.2 氧載體的制備
2.2.1 富鐵銅礦型氧載體的制備
2.2.2 復(fù)合銅礦石型氧載體的制備
2.3 氧載體的表征
2.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析
2.3.2 元素成分分析
2.3.3 微觀形貌和元素分布分析
2.3.4 比表面積測定
2.3.5 氣體成分分析
2.3.6 氫氣程序升溫還原
2.3.7 熱重分析
2.4 氧載體的活性評價
2.4.1 活性評價裝置
2.4.2 甲烷化學(xué)鏈燃燒恒溫反應(yīng)
2.4.3 甲烷化學(xué)鏈燃燒循環(huán)反應(yīng)
2.4.4 氧載體的性能評價指標
第三章 富鐵銅礦石氧載體的反應(yīng)性和循環(huán)性的研究
3.1 引言
3.2 氧載體的化學(xué)成分分析
3.3 恒溫還原反應(yīng)
3.4 氧化還原反應(yīng)
3.5 本章小結(jié)
第四章 富鐵銅精礦氧載體的甲烷還原動力學(xué)分析
4.1 引言
4.2 動力學(xué)模型以及動力學(xué)計算公式
4.3 反應(yīng)動力學(xué)分析
4.4 反應(yīng)活化能的分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 赤泥改性富鐵銅礦作為氧載體及其性能的研究
5.1 引言
5.2 氧載體的物理化學(xué)表征
5.3 氧載體的還原性能和循環(huán)穩(wěn)定性
5.4 氧載體還原特性和反應(yīng)速率
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 研究結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鈰基與鈷基Co3O4-CeO2氧載體上甲烷化學(xué)鏈轉(zhuǎn)化特性:產(chǎn)物選擇性控制[J]. 曾良鵬,黃樊,祝星,鄭敏,李孔齋. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2017(01)
[2]表面形貌控制增強鐵基載氧體與褐煤化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)活性[J]. 覃吳,林常楓,程偉良,肖顯斌. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2015(01)
[3]過渡金屬元素摻雜硫酸鈣氧載體的還原性能[J]. 王京,楊士建,顧翀,瞿贊,晏乃強,賈金平,王文華. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報. 2012(04)
[4]化學(xué)鏈燃燒的能源環(huán)境系統(tǒng)研究進展[J]. 金紅光,洪慧,韓濤. 科學(xué)通報. 2008(24)
[5]鈰鐵復(fù)合氧化物制備及其甲烷選擇性氧化制合成氣催化性能[J]. 李孔齋,王華,魏永剛,劉明春. 中國稀土學(xué)報. 2008(01)
[6]化學(xué)能與物理能綜合梯級利用原理[J]. 金紅光,洪慧,王寶群,韓巍,林汝謀. 中國科學(xué)E輯:工程科學(xué) 材料科學(xué). 2005(03)
本文編號:3197452
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