专利名称：一种利用铜渣制备化学链燃烧氧载体的方法
技术领域：
本发明涉及化学链燃烧技术与铜渣资源化利用，具体涉及一种利用铜渣制备化学链燃烧氧载体的方法，属于能源环境领域。
背景技术：
地球表面温度升高、海平面上升、极端恶劣天气频繁出现引起了全人类对“温室效应”的关注，CO2是引起温室效应的主要温室气体，已被视为第三代空气污染物。随着世界工业化进程的不断推进，以石油、煤、天然气为主的含碳化石能源在人类生产、生活活动中大量使用，打破了自然界生物圈、大气圈原有的碳平衡。2009年12月，旨在讨论全球温室气体减排及低碳经济的“哥本哈根气候变化大会”受到各国政府高度关注，美、日等国均在哥本哈根气候变化大会上向全世界做出了 ω2具体的量化减排承诺。化石燃料的燃烧室温室气体的主要来源，煤、天然气、石油等化石燃料在燃烧过程中产生大量的二氧化碳、氮氧化物与硫氧化物等有害气体，加剧了大气污染与全球变暖。为减少燃料燃烧过程中有害气体的排放，各国十分重视能源的高效清洁利用。化学链燃烧技术是一种能够实现二氧化碳内分离与燃料的高效利用的燃烧技术，近年来备受各国研究者的关注。以!^e2O3为主要活性物种的化学链燃烧氧载体，由于其优越的性能，被认为是很有工业化前景的一种氧载体。但是要实现!^e2O3-基氧载体的大规模应用，必须寻找一种廉价的技术实现氧载体的规模化制备。我国铜产量巨大，因此而带来的是每年铜冶炼渣800多万吨。其渣中铁的含量一般为40%。这部分铜渣不能很好的利用，不但是资源的一种浪费，且占用大量土地，造成环境的污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用铜渣制备化学链燃烧用氧载体的方法，实现铜渣的大量利用，避免占用大量土地，造成环境的污染。本发明通过下列技术方案实现一种利用铜渣制备化学链燃烧氧载体的方法，经过下列各步骤
A.将铜渣在温度110 300°C下干燥2 M小时，以脱除水分；再破碎至粒度为20 40目后，添加改性剂，并在空气或富氧气氛下，以800 1000°C进行煅烧4 30小时；
B.在步骤A所得干燥后铜渣中加入载体、助剂和活性组分，并混合均勻；
C.将步骤B所得混合物进行常规成型；
D.将步骤C所得成型后的混合物在800 1000°C下焙烧4 12小时，即得到化学链
燃烧氧载体。所述步骤A的改性剂为Ca0、Ba0、Mg0中的一种或几种，按干燥后铜渣质量的30 50%添加改性剂。改性剂主要用于在后续焙烧过程中与SiA结合而分离出与SiA的铁氧化物，最后使得在高温下这些铁氧化物能够氧化至高价氧化物。
所述步骤B的载体为惰性氧化物中的一种或几种，如Si02、Ti02、Al203，按载体与干燥后铜渣的质量比为0 41添加载体。所述步骤B的助剂为NaOH、KOH、Na2CO3中的一种或几种，助剂的添加量为干燥后
铜渣与载体总质量的0 5%。所述步骤B的活性组分为钙钛矿类氧化物(如LaFeOySri^OyLEia7Sra3FeO3)、六铝酸盐(如BaFeAlnOmLaFeAlnOmLaNiAlnC^XFeW^CuCKNiO中的一种或几种，按活性组分与铜渣中铁的氧化物的质量比为0 11添加活性组分。所述步骤C的常规成型是根据使用需要制成球状、粒状或对混合物进行整体成型。所述添加的载体、助剂和活性组分的纯度为工业纯或分析纯。本发明具有以下优点 (1)实现了铜渣的资源化利用。(2)以铜渣为原料制备化学链燃烧用氧载体，大大降低了氧载体制备的成本，为氧载体规模化制备提供了一种廉价易得的原料，为化学链燃烧技术的实施奠定了基础。(3)将化学链燃烧技术与铜渣的资源化相结合，实现了资源高效利用，提高了能源利用效率，为二氧化碳减排提供技术支撑。本方法提出一种利用铜渣制备化学链燃烧氧载体，对于铜渣的资源化利用与化学链燃烧具有重要意义。
具体实施例方式下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。实施例1
所用铜渣成分
成分FeCuSAl2O3CaOMgOSiO2NiCo含量/%40. 40. 751. 154. 94. 332. 3831. 10. 010. 07
A.将铜渣在温度300°C下干燥2小时，以脱除水分；再破碎至粒度为20目后，取Ikg干燥后铜渣，添加0. 38kg的CaO，并在空气气氛下，以800°C进行煅烧4小时；
B.在步骤A所得干燥后铜渣中加入Ikg的A1203、0.02kg的NaOH，并混合均勻；
C.将步骤B所得混合物根据使用需要制成粒度为5mm的粒状；
D.将步骤C所得成型后的混合物在800°C下焙烧12小时，即得到化学链燃烧氧载体。
实施例2
所用铜渣成分
成分FeCuSAl2O3CaOMgOSiO2NiCo含量/%40. 10. 651. 194. 64. 932. 3231. 20. 010. 09
A.将铜渣在温度280°C下干燥10小时，以脱除水分；再破碎至粒度为30目后，取Ikg 干燥后铜渣，添加0. 3kg的BaO和MgO，并在富氧气氛下，以900°C进行煅烧20小时；
B.在步骤A所得干燥后铜渣中加入4kg的SW2和TiO2、按活性组分与铜渣中铁的氧化物的质量比为1 1添加CuO，并混合均勻；
C.将步骤B所得混合物根据使用需要制成球状；D.将步骤C所得成型后的混合物在900°C下焙烧8小时，即得到化学链燃烧氧载体。
实施例3 所用铜渣成分
权利要求
1.一种利用铜渣制备化学链燃烧氧载体的方法，其特征在于经过下列各步骤A.将铜渣在温度110 300°C下干燥2 M小时，以脱除水分；再破碎至粒度为20 40目后，添加改性剂，并在空气或富氧气氛下，以800 1000°C进行煅烧4 30小时；B.在步骤A所得干燥后铜渣中加入载体、助剂和活性组分，并混合均勻；C.将步骤B所得混合物进行常规成型；D.将步骤C所得成型后的混合物在800 1000°C下焙烧4 12小时，即得到化学链燃烧氧载体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤A的改性剂为CaO、BaO,MgO中的一种或几种，按干燥后铜渣质量的30 50%添加改性剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤B的载体为惰性氧化物中的一种或几种，按载体与干燥后铜渣的质量比为0 4 1添加载体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤B的助剂为Na0H、K0H、Na2C03中的一种或几种，助剂的添加量为干燥后铜渣与载体总质量的0 5%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤B的活性组分为钙钛矿类氧化物、六铝酸盐、Fe203、Cu0、Ni0中的一种或几种，按活性组分与铜渣中铁的氧化物的质量比为 0 1 1添加活性组分。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤C的常规成型是根据使用需要制成球状、粒状或对混合物进行整体成型。
全文摘要
本发明提出一种利用铜渣制备化学链燃烧用氧载体方法，通过将铜渣干燥后，添加改性剂，并煅烧；再加入载体、助剂和活性组分，然后常规成型；最后焙烧，即得到化学链燃烧氧载体。该方法实现了铜渣的资源化利用；以铜渣为原料制备化学链燃烧用氧载体，大大降低了氧载体制备的成本，为氧载体规模化制备提供了一种廉价易得的原料，为化学链燃烧技术的实施奠定了基础；将化学链燃烧技术与铜渣的资源化相结合，实现了资源高效利用，提高了能源利用效率，为二氧化碳减排提供技术支撑。
文档编号F23C10/00GK102410530SQ201110329348
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者刘慧利, 李孔斋, 李磊, 段月娟, 王 华, 祝星, 胡建杭, 魏永刚 申请人:昆明理工大学