[發明專利]一種用于甲烷化學鏈重整制合成氣的氧載體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110442788.1
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113135598B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 朱燕燕;程錚;陳李華;陳浩南;任豪;馬曉迅
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;C01G49/00;C01B3/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.用于甲烷化學鏈重整制合成氣的氧載體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，按照La、Sr、Fe與Ce化學計量比，將La(NO₃)₃、Sr(NO₃)₂、Fe(NO₃)₃與Ce(NO₃)₃加入水中加熱后混合均勻，得到前驅體溶液；將前驅體溶液加入到絡合劑溶液中，并加入聚乙二醇，攪拌均勻后，加熱蒸干至凝膠狀態；聚乙二醇的物質的量為絡合劑物質的量的0.5~1倍；前驅體溶液中La(NO₃)₃的濃度為0.9～1.2mol/L，Sr(NO₃)₂的濃度為0.9～1.2mol/L，Fe(NO₃)₃的濃度為0.9～1.2mol/L，Ce(NO₃)₃的濃度為0.9～1.2mol/L；絡合劑的物質的量與La、Sr、Fe與Ce離子總的物質的量的比為（1～4）:1；

步驟2，將步驟1中的凝膠燃燒后焙燒，得到用于甲烷化學鏈重整制合成氣的氧載體；該氧載體通式為Ce₄O₇-La_xSr_1-xFeO₃，其中x大于0且小于1，鈰與鐵的摩爾比值大于0小于等于1，燃燒的溫度為200℃ ~250℃ ；焙燒的過程為：在400~500 ℃ 下焙燒2~5h后在700~1100℃ 下焙燒5~15h。

2.根據權利要求1所述的用于甲烷化學鏈重整制合成氣的氧載體的制備方法，其特征在于，加熱的溫度為65-75 ℃ 。

3.根據權利要求2所述的用于甲烷化學鏈重整制合成氣的氧載體的制備方法，其特征在于，絡合劑為草酸、檸檬酸或甘氨酸。

4.一種如權利要求1所述的制備方法制備的氧載體在甲烷化學鏈重整制合成氣中的應用，其特征在于，氧載體在相連通的燃料反應器與再生反應器之間循環，其中，氧載體在燃料反應器中于800℃ ～1000℃ 下氧化甲烷，隨后氧載體在再生反應器中于800 ℃ ～1000℃ 下被氧化再生。

5.根據權利要求4所述的應用，其特征在于，燃料反應器中裝有甲烷與惰性氣體的混合氣；再生反應器中裝有二氧化碳與惰性氣體的混合氣，或氧氣與惰性氣體的混合氣，或水蒸氣與惰性氣體的混合氣，或水蒸氣、二氧化碳與惰性氣體的混合氣；

其中，甲烷與惰性氣體的混合氣中甲烷的體積百分數為5％～100％，二氧化碳與惰性氣體的混合氣中二氧化碳的體積百分數為5％～100％，氧氣與惰性氣體的混合氣中氧氣的體積含量為5％～100％；水蒸氣與惰性氣體的混合氣中水蒸氣的體積含量為5％～100％。