本發(fā)明屬于能源化工，涉及一種用于麻梨木半焦化學(xué)鏈氣化制備合成氣的載氧體的制備新方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、化石能源是一種不可再生資源，尤其對于我國，能源消耗量巨大，因而使用可再生能源代替化石能源對我國的能源安全是有著重要意義的。生物質(zhì)作為可再生能源在我國的儲量十分豐富，國內(nèi)生物質(zhì)能理論資源量超過44億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，并且國內(nèi)對生物質(zhì)能的應(yīng)用中對林業(yè)廢棄物的應(yīng)用比例較少，因此將其轉(zhuǎn)化為能源能促進國內(nèi)對生物質(zhì)資源的利用。
2、化學(xué)鏈氣化技術(shù)是一種潔凈高效的資源利用方式之一，發(fā)展生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化技術(shù)，對解決我國能源供給與環(huán)境污染等問題具有十分重要的意義。它通過載氧體這一中間介質(zhì)將氧傳遞給生物質(zhì)半焦，使其分解出可以被捕集的h2、ch4、co、co2等小分子，其中的h2、co是氣化的目的產(chǎn)物。載氧體在釋氧的過程中放出熱量，可以為后續(xù)的工藝流程提供熱量，同時也可以起到熱載體的作用。還原態(tài)的載氧體經(jīng)過空氣煅燒可以除去積碳，同時也能實現(xiàn)載氧體的再生。相較于傳統(tǒng)的氣化系統(tǒng)，化學(xué)鏈氣化有利于co2收集處理，不必另外增加過多的co2分離裝置，節(jié)省成本還能保護環(huán)境。其次，采用的載氧體省去了純氧的制備過程，節(jié)約了成本，提高了能源的利用效率。
3、現(xiàn)有技術(shù)中，針對兩種或兩種以上金屬制備的復(fù)合金屬載氧體進行研究，其中nife2o4載氧體進行化學(xué)鏈氣化時活性相對較低，不能使物料充分反應(yīng)，不能得到高合成氣選擇性和高碳轉(zhuǎn)化率?；谏鲜鰊ife2o4載氧體存在的問題，有必要對其改性，得到一種有更高的co選擇性的載氧體。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種用于化學(xué)鏈氣化制備合成氣的載氧體新的制備方法。通過溶膠凝膠法制備的nife2o4載氧體能夠用sio2分散，使得載氧體使得載氧體的穩(wěn)定性更高，可以延長載氧體的使用壽命。用金屬鎂對nife2o4載氧體進行改性，可以進一步提高載氧體對co的選擇性。制備的mgo-nife2o4/sio2載氧體不僅有效提升了nife2o4載氧體co選擇性，同時碳轉(zhuǎn)化率也有所提升。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案：
3、一種用于麻梨木半焦化學(xué)鏈氣化制備合成氣的載氧體的制備新方法，步驟如下：
4、使用溶膠凝膠法制備mgo-nife2o4/sio2載氧體
5、首先，配置fe(no3)3·9h2o和ni(no3)2·6h2o的混合溶液，其中，ni和fe的摩爾比1：2，總陽離子濃度為1mol/l；按照檸檬酸與陽離子摩爾比為1.5：1，向混合溶液中添加檸檬酸，室溫下充分攪拌至混合均勻，再加入zn(no3)2后繼續(xù)攪拌至全部溶解得到溶液a；溶液a中zn(no3)2和ni(no3)2·6h2o的摩爾比分別為0.05-0.25；配置teos的乙醇溶液，其中teos和乙醇的體積比為1：2得到溶液b，溶液b中teos水解后的sio2占載氧體總質(zhì)量的60％，將溶液b滴入溶液a中；于65℃溫度條件下，繼續(xù)攪拌5-6h形成濕凝膠；將濕凝膠置于恒溫真空干燥箱中120℃干燥10h得到干凝膠；將干凝膠于200℃溫度條件下預(yù)煅燒30min；再設(shè)置升溫程序為：5℃/min升至500℃，恒溫1h，繼續(xù)以5℃/min升至1000℃恒溫5h，自然冷卻至室溫后研磨篩分得到mgo-nife2o4/sio2載氧體。其中，mgo-nife2o4/sio2載氧體中mgo的負載量為5％-25％，sio2的質(zhì)量為總質(zhì)量的60％。
6、一種使用載氧體實現(xiàn)固定床化學(xué)鏈氣化制備合成氣的方法，步驟如下：
7、將麻梨木半焦與mgo-nife2o4/sio2載氧體混合均勻后填到反應(yīng)器中，進行固定床實驗制備合成氣，其中固定床實驗是指在n2氣氛下，以40℃/min的升溫速率將反應(yīng)器加熱至900℃并保持60分鐘，得到富含合成氣的氣體產(chǎn)物。
8、所述麻梨木半焦是指麻梨木在450℃的溫度條件下在管式爐中熱解1小時后所得半焦，破碎至80目以下。
9、麻梨木半焦與mgo-nife2o4/sio2載氧體的氧碳比為1:1。
10、本發(fā)明的有益效果：
11、(1)使用teos加入sio2可提升使氣化后氣體產(chǎn)物中合成氣的占比，特別是co的含量。與未改性的母體nife2o4載氧體相比，合成氣的相對含量有所提升，其中co產(chǎn)率最高達到0.71m3/kg，與母體nife2o4載氧體相比增加了21.4％；co的選擇性達到了64％，比母體nife2o4載氧體相比增加了7％，改性后的載氧體相對與母體有更佳的氣化性能。
12、(2)加入mgo可提升使氣化后氣體產(chǎn)物中合成氣的占比，與nife2o4/sio2載氧體相比，碳轉(zhuǎn)化率變化較小。合成氣的相對含量有所提升，其中co產(chǎn)率最高達到0.79m3/kg，與nife2o4/sio2載氧體相比增加了11.4％；co的選擇性達到了70％，比母體nife2o4載氧體相比增加了7％，加入mgo后的載氧體相對與nife2o4/sio2有更佳的氣化性能。
1.一種用于麻梨木半焦化學(xué)鏈氣化制備合成氣的載氧體的制備新方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新方法，其特征在于，mgo-nife2o4/sio2載氧體中mgo的負載量為5％-25％，sio2的質(zhì)量為總質(zhì)量的60％。
3.一種使用載氧體實現(xiàn)固定床化學(xué)鏈氣化制備合成氣的方法，其特征在于，步驟如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述麻梨木半焦是指麻梨木在450℃的溫度條件下在管式爐中熱解1小時后所得半焦，破碎至80目以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述麻梨木半焦與mgo-nife2o4/sio2載氧體的氧碳比為1:1。