[go: up one dir, main page]

CN1931430B - 化学循环燃烧法用的氧化还原活性物料 - Google Patents

化学循环燃烧法用的氧化还原活性物料 Download PDF

Info

Publication number
CN1931430B
CN1931430B CN2006101086310A CN200610108631A CN1931430B CN 1931430 B CN1931430 B CN 1931430B CN 2006101086310 A CN2006101086310 A CN 2006101086310A CN 200610108631 A CN200610108631 A CN 200610108631A CN 1931430 B CN1931430 B CN 1931430B
Authority
CN
China
Prior art keywords
redox
redox material
binder
reactor
material according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006101086310A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1931430A (zh
Inventor
T·贝屈
K·马尔尚
A·兰伯特
E·勒巴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of CN1931430A publication Critical patent/CN1931430A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1931430B publication Critical patent/CN1931430B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/005—Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/28—Moving reactors, e.g. rotary drums
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/10—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by stirrers or by rotary drums or rotary receptacles or endless belts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99008—Unmixed combustion, i.e. without direct mixing of oxygen gas and fuel, but using the oxygen from a metal oxide, e.g. FeO
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/50—Carbon dioxide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0668—Removal of carbon monoxide or carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明涉及一种新型氧化还原物料，其可用在任何化学循环燃烧工艺中，所述物料包含一种至少含有褐帘石-锆土的粘合剂。

Description

化学循环燃烧法用的氧化还原活性物料
技术领域
本发明涉及能量生产、气体涡轮机、锅炉以及熔炉，特别用于石油产业、玻璃产业和水泥产业。
本发明还涉及使用这些手段来生产能量、热量或蒸汽。
本发明尤其涉及借助于在此称作氧化还原物料的活性物料的氧化还原反应来用烃或混合烃生产热气体、以及分离所产生的二氧化碳以便能够将其收集的设备和方法。
全球范围内能量需求的增长致使有新的热电厂投入建设、排放的对环境有害的二氧化碳量越来越大。为了隔离的目的将二氧化碳收集起来势在必行。
可以用来收集二氧化碳的技术之一包括利用活性物料的氧化还原反应，以便将氧化还原反应分解成两个前后相继的反应。活性物料与空气或者某种起到氧化剂作用的气体之间的第一氧化反应因其属放热反应而可获得热气体，其能量可在之后使用。于是，如此氧化后的活性物料用还原性气体进行的第二还原反应可获得可重新使用的活性物料以及一种主要包含二氧化碳和水的气体混合物。
该技术的一项优势在于它便于在实际上不含氧气和氮气的气体混合物中分离二氧化碳。
下文中，所描述的化学循环燃烧工艺是一种使用称作活性物料的氧化还原物料的方法，所述活性物料连续地从氧化态变成还原态、然后又从还原态回到初始的氧化态。
该工艺在下文中简称为CLC(化学循环燃烧)，故而指的是有关活性物料的循环氧化还原过程。
本发明还适用于借助此类化学循环燃烧工艺来生产氢。在这种应用中，烃或者烃混合物还原的主要形式是一氧化碳和氢气。
有关化学循环燃烧法的完整描述可见于法国专利申请02-14,071和04-08,549，前者是用于旋转式(rotary)，后者是用于模拟旋转式(simulatedrotary)。可以提醒的是，如果活性物料的颗粒在100微米的数量级上，该工艺也能够以循环床的形式实施。
背景技术
美国专利US5,447,024描述了一种CLC工艺，它包括第一还原反应器和第二氧化反应器，在第一还原反应器中，用还原性气体进行活性物料的还原反应，而第二反应器可以用潮湿的空气借助氧化反应使活性物料恢复氧化态。
活性物料交替地从氧化态变到还原态、再从还原态返回氧化态遵循的是氧化还原反应循环。可以指出，一般而言，“氧化”和“还原”这两个术语在使用时分别与氧化态和还原态相联系。氧化反应器是氧化还原物料在其中被氧化的反应器，而还原反应器是氧化还原物料在其中被还原的反应器。
来自这两个反应器的气体流出物优选送入发电厂的气体涡轮机。本专利中所描述的方法使二氧化碳可与氮气分离，这便于将二氧化碳收集起来。
上述发明利用循环床技术，使活性物料连续地从氧化态变到还原态。
因而，在还原反应器中，活性物料(MxOy)首先被CnHm烃根据反应式(1)还原至MxOy-2n+m/2的状态，CnHm烃相应地氧化为CO2和H2O，或者有可能根据所使用的比例还原成CO和H2的混合物。
(1)CnHm+MxOy→nCO2+m/2H2O+MxOy-2n+m/2
在氧化反应器中，活性物料在接触空气后根据反应式(2)恢复至氧化态(MxOy)，然后再送回第一反应器。
(2)MxOy-2n+m/2+(n+m/4)O2→MxOy
本专利要求保护的是把氧化还原对NiO/Ni作为活性物料-可单独使用或者与粘合剂YSZ(钇稳定化的氧化锆，也称作含氧化钇的氧化锆(yttriatedzirconia))联合。
在此类应用中，粘合剂的优点在于提高颗粒的机械强度，单独使用时NiO/Ni的强度太弱以致于无法用在循环床中。
YSZ在作业温度下还是一个用于O2-的离子导体，NiO/Ni/YSZ体系的反应活性得到改善。
除了上述YSZ外，文献中对许多类型的粘合剂进行了研究，目的是为了以低于YSZ的成本来提高颗粒的机械强度。其中的例子有氧化铝、金属铝酸盐尖晶石、二氧化钛、硅石、锆土、高岭土。
但概括地说，YSZ仍然被认为是最有效的粘合剂，因为它有上述离子传导性。
此外，在US6,605,264专利中，所描述的褐帘石-锆土类型的混合氧化物用在汽车燃烧后应用中，用于氧的储存/脱存(storage/destorage)，像YSZ一样，它们也是O2-的离子传导体。
它们一般用作贵金属的载体，并且它们可以调节尾气中的氧气浓度用于三效催化(3-way catalysis)。于是，它们作为催化剂载体一般是与其它氧化物混合的。
因而，本发明构成这些混合型褐帘石-锆土型氧化物在使用氧化还原活性物料的工艺中的一种新型应用，一种在其中它们既作为氧化物参与氧的储存和脱存、又作为粘合剂提高机械强度-这在活性物料用于循环床时尤其值得注意-的新型应用。
发明内容
本发明涉及一种氧化还原活性物料，尤其用于化学循环燃烧工艺，其特征在于，所述物料一方面包含一个氧化还原对或者一组氧化还原对，选自：CuO/Cu、Cu2O/Cu、NiO/Ni、Fe2O3/Fe3O4、FeO/Fe、Fe3O4/FeO、MnO2/Mn2O3、Mn2O3/Mn3O4、Mn3O4/MnO、MnO/Mn、Co3O4/CoO、CoO/Co，另一方面包含一种含有至少一种通式为CexZr1-xO2的褐帘石-锆土混合氧化物的粘合剂，式中0.05＜x＜0.95，优选0.5＜x＜0.9。
氧化还原物料可以是粉末、球粒、挤出物、或者是沉积在整体型基材上的修补基面涂层(washcoat)。
氧化还原物料中的粘合剂比例可在10重量％到95重量％的范围内，优选 从20重量％到80重量％，更优选从30重量％到70重量％。
作为粘合剂，既可以单独使用褐帘石-锆土，也可以把褐帘石-锆土与其它类型的粘合剂混合使用，比如氧化铝、尖晶石型铝酸盐、硅石、二氧化钛、高岭土、YSZ、钙钛矿。
根据本发明的氧化还原物料的特征是它所使用的粘合剂含有至少一定比例的褐帘石-锆土，且该比例在0.1到1的范围内，优选从0.5到1。
因而根据本发明的新型氧化还原物料的特征是使用了含有褐帘石-锆土的粘合剂，且其氧化还原对可选自由NiO/Ni、CuO/Cu、Fe2O3/Fe3O4、Mn3O4/MnO、CoO/Co组成的亚组。
用于本发明的氧化还原物料的粘合剂可使氧化反应器与还原反应器之间的氧气转移能力提高至少10％，较佳地至少提高15％。
本发明的氧化还原物料可以按照法国专利申请02-14,071和04-088,549中所描述的循环床、旋转式反应器(rotary reactor)、或模拟旋转式反应器加以应用。
附图说明
图1显示了在颗粒还原的过程中所释放的O2当量数(纵坐标)对所用颗粒量的关系，作为氧化还原反应循环数(横坐标)的函数。
具体实施方式
本发明涉及在CLC型工艺中使用新型的活性物料。这些工艺一般涉及两个分开的反应器，一方面，在被称作还原反应器的一个反应器中用烃进行活性物料的还原反应，更一般地是用还原性气体，使得可以相应地生成一种携带能量的热流出物，而另一方面，在被称作氧化反应器的一个反应器中，通过烃类的燃烧使活性物料恢复其氧化态，方法是隔离所形成的、一般混合着蒸汽的CO2.
氧化还原活性物料是由称作氧化还原对的第一成分和称作粘合剂的第二成分组成的，前者选自以下氧化物组成的组：CuO/Cu、Cu2O/Cu、NiO/Ni、 Fe2O3/Fe3O4、FeO/Fe、Fe3O4/FeO、MnO2/Mn2O3、Mn2O3/Mn3O4、Mn3O4/MnO、MnO/Mn、Co3O4/CoO、CoO/Co，后者(本发明的范围内)含有至少一种褐帘石-锆土混合氧化物，较佳地是固体褐帘石-锆土溶液，可能混合有其它类型粘合剂。
第一成分还可以是由上述组中金属氧化物的任意化合物。氧化还原物料中粘合剂的比例在10重量％到95重量％的范围内，较佳地在20重量％到80重量％的范围内，更佳的是在30重量％到70重量％。
还原反应器一般的运行温度在500℃到1000℃，金属氧化物按照反应式(1)用(一种或多种)烃还原，而固体褐帘石-锆土溶液按照反应式(3)反应：
(3)2CeO2+CnHm→Ce2O3+xCO2+yH2O
与YSZ粘合剂相比，因氧化物中的等浓度，本发明用的粘合剂可从氧化反应器向还原反应器携载更多的氧。
比较例
在本例中，我们比较现有技术的氧化还原物料与本发明的氧化还原物料的性能。
-现有技术的氧化还原物料是氧化镍NiO，用YSZ溶液作为粘合剂，按以下方法制备：
Ni(NO3)2、Y(NO3)3、ZrO(NO3)2在水溶液中混合，然后在环境温度下把该混合物加到25％的氨水中。搅拌12个小时后，将混合物过滤、干燥，然后在600℃煅烧2个小时，以便获得一种包含35质量％的NiO以及含84质量％的氧化锆和16质量％的氧化钇(即含9摩尔％的Y2O3的氧化锆)的固体YSZ溶液(X射线衍射核实)的材料。
-本发明的氧化还原物料使用的是相同的金属氧化物NiO，作为粘合剂使用的是固体褐帘石-锆土溶液，按以下方法制备：
Ni(NO3)2、Ce(NO3)3、ZrO(NO3)2在水溶液中混合，然后在环境温度下把该混合物加到25％的氨水中。搅拌12个小时后，将混合物过滤、干燥，然后在600℃煅烧2个小时，以便获得一种包含27质量％的NiO以及含69质量％的褐帘石和31质量％的锆土的固体褐帘石-锆土溶液(由X射线衍射核实)。
这两个氧化还原物料以固定床的形式在置于电热炉中的石英反应器中进行测试。该固定床含有125mg均匀分布在5g碳化硅中的氧化还原物料。碳化硅对所涉及的反应呈惰性，其功能仅仅是稀释测试反应器中的氧化还原物料。
按120秒的间隔相继地间歇射入甲烷(50Nl/h的含5％CH4的氮气)、然后是氧气，来模拟还原/氧化循环。氧化反应和还原反应的温度是850℃。
比较测试所用氧化还原物料颗粒的粒度在40到100微米的范围内，平均粒度为70微米。
唯一的附图显示了在颗粒还原的过程中所释放的O2当量数(纵坐标)对所用颗粒量的关系，作为氧化还原反应循环数(横坐标)的函数。
O2当量数是从在反应过程中形成的CO2、CO、H2O计算出来的，即1摩尔CO2相当于消耗了1摩尔CO2，1摩尔CO相当于消耗了1/2摩尔CO2，1摩尔H2O相当于消耗了1/2摩尔CO2。基于之前从燃烧流出物的分析所得到的CO2的质量与氧化还原颗粒的质量相关。
尽管本发明的氧化还原物料颗粒中NiO的比例有实质性降低(本发明的颗粒是27％，而现有技术的35％)，本发明非氧化还原物料所递送的氧量大于现有技术的氧化还原物料。
因此，褐帘石-锆土满足氧化反应器中的氧存储目的和还原反应器中的氧脱存目的。
本发明氧化还原物料(褐帘石-锆土)的氧转移能力比现有技术的氧化还原物料(YSZ)高15％。

Claims (30)

1.用于化学循环燃烧工艺的氧化还原物料，其特征在于，所述物料一方面包含一个氧化还原对或者一组氧化还原对，选自：CuO/Cu、Cu2O/Cu、NiO/Ni、Fe2O3/Fe3O4、FeO/Fe、Fe3O4/FeO、MnO2/Mn2O3、Mn2O3/Mn3O4、Mn3O4/MnO、MnO/Mn、Co3O4/CoO、CoO/Co，另一方面包含一种含有至少一种通式为CexZr1-xO2的褐帘石-锆土混合氧化物的粘合剂，式中0.05＜x＜0.95。
2.如权利要求1所述的氧化还原物料，其特征在于，0.5＜x＜0.9。
3.如权利要求1或2所述的氧化还原物料，其特征在于，所述氧化还原物料中粘合剂的比例在10重量％到95重量％的范围内。
4.如权利要求3所述的氧化还原物料，其特征在于，所述氧化还原物料中粘合剂的比例为20重量％到80重量％。
5.如权利要求4所述的氧化还原物料，其特征在于，所述氧化还原物料中粘合剂的比例为30重量％到70重量％。
6.如权利要求1或2所述的氧化还原物料，其特征在于，所述一个或一组氧化还原对选自由NiO/Ni、CuO/Cu、Fe2O3/Fe3O4、Mn3O4/MnO、CoO/Co组成的亚组。
7.如权利要求3所述的氧化还原物料，其特征在于，所述一个或一组氧化还原对选自由NiO/Ni、CuO/Cu、Fe2O3/Fe3O4、Mn3O4/MnO、CoO/Co组成的亚组。
8.如权利要求4-5中任一项所述的氧化还原物料，其特征在于，所述一个或一组氧化还原对选自由NiO/Ni、CuO/Cu、Fe2O3/Fe3O4、Mn3O4/MnO、CoO/Co组成的亚组。
9.如权利要求1到2中任一项所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂使氧化反应器与还原反应器之间的氧转移能力提高至少10％。
10.如权利要求3所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂使氧化反应器与还原反应器之间的氧转移能力提高至少10％。
11.如权利要求4-5和7中任一项所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂使氧化反应器与还原反应器之间的氧转移能力提高至少10％。 
12.如权利要求6所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂使氧化反应器与还原反应器之间的氧转移能力提高至少10％。
13.如权利要求8所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂使氧化反应器与还原反应器之间的氧转移能力提高至少10％。
14.如权利要求9所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂使氧化反应器与还原反应器之间的氧转移能力提高至少15％。
15.如权利要求10、12和13中任一项所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂使氧化反应器与还原反应器之间的氧转移能力提高至少15％。
16.如权利要求11所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂使氧化反应器与还原反应器之间的氧转移能力提高至少15％。
17.如权利要求1到2中任一项所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂中褐帘石-锆土的比例在0.1到1的范围内，粘合剂的其它成份选自氧化铝、铝酸盐、钇稳定化的氧化锆和钙钛矿。
18.如权利要求17所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂中褐帘石-锆土的比例在0.5到1的范围内。
19.如权利要求3所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂中褐帘石-锆土的比例在0.1到1的范围内，粘合剂的其它成份选自氧化铝、铝酸盐、钇稳定化的氧化锆和钙钛矿。
20.如权利要求6所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂中褐帘石-锆土的比例在0.1到1的范围内，粘合剂的其它成份选自氧化铝、铝酸盐、钇稳定化的氧化锆和钙钛矿。
21.如权利要求9所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂中褐帘石-锆土的比例在0.1到1的范围内，粘合剂的其它成份选自氧化铝、铝酸盐、钇稳定化的氧化锆和钙钛矿。
22.如权利要求19-21中任一项所述的氧化还原物料，其特征在于，所述粘合剂中褐帘石-锆土的比例在0.5到1的范围内。
23.如权利要求1到2中任一项所述的氧化还原物料，其特征在于，其由粉末、球粒、挤出物或沉积于整体型基材上的修补基面涂层组成。 
24.如权利要求3所述的氧化还原物料，其特征在于，其由粉末、球粒、挤出物或沉积于整体型基材上的修补基面涂层组成。
25.如权利要求6所述的氧化还原物料，其特征在于，其由粉末、球粒、挤出物或沉积于整体型基材上的修补基面涂层组成。
26.如权利要求9所述的氧化还原物料，其特征在于，其由粉末、球粒、挤出物或沉积于整体型基材上的修补基面涂层组成。
27.如权利要求17所述的氧化还原物料，其特征在于，其由粉末、球粒、挤出物或沉积于整体型基材上的修补基面涂层组成。
28.如权利要求1到27中任一项所述的氧化还原物料在使用都以循环床运行的氧化反应器和还原反应器的氧化还原反应工艺中的应用。
29.如权利要求1到27中任一项所述的氧化还原物料在使用旋转式反应器的氧化还原反应工艺中的应用。
30.如权利要求1到27中任一项所述的氧化还原物料在使用模拟旋转式反应器的氧化还原反应工艺中的应用。 
CN2006101086310A 2005-07-29 2006-07-27 化学循环燃烧法用的氧化还原活性物料 Expired - Fee Related CN1931430B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR05/08.184 2005-07-29
FR0508184A FR2889248B1 (fr) 2005-07-29 2005-07-29 Nouvelle masse active oxydo-reductrice pour un procede d'oxydo-reduction en boucle
FR0508184 2005-07-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1931430A CN1931430A (zh) 2007-03-21
CN1931430B true CN1931430B (zh) 2010-12-15

Family

ID=36113870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006101086310A Expired - Fee Related CN1931430B (zh) 2005-07-29 2006-07-27 化学循环燃烧法用的氧化还原活性物料

Country Status (10)

Country Link
US (2) US20070049489A1 (zh)
EP (1) EP1747813B9 (zh)
JP (1) JP5078294B2 (zh)
CN (1) CN1931430B (zh)
AT (1) ATE458549T1 (zh)
CA (1) CA2553145C (zh)
DE (1) DE602006012397D1 (zh)
ES (1) ES2340060T3 (zh)
FR (1) FR2889248B1 (zh)
PL (1) PL1747813T3 (zh)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080260612A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-23 Orchard Material Technology, Llc Oxidation of metallic materials as part of an extraction, purification and/or refining process
FR2924708B1 (fr) 2007-12-10 2012-02-17 Inst Francais Du Petrole Utilisation d'une masse oxydo-reductrice a structure de type spinelle pour un procede d'oxydo-reduction en boucle
US9122260B2 (en) * 2008-03-03 2015-09-01 Alstom Technology Ltd Integrated controls design optimization
EP2406545B1 (en) 2008-09-26 2019-05-29 The Ohio State University Conversion of carbonaceous fuels into carbon free energy carriers
FR2937030B1 (fr) * 2008-10-10 2012-04-13 Inst Francais Du Petrole MASSES OXYDO-REDUCTRICES A STRUCTURE DE TYPE SPINELLE AxA'x'ByB'y'O4 ET UTILISATION DANS UN PROCEDE D'OXYDO-REDUCTION EN BOUCLE CHIMIQUE
WO2010132784A1 (en) 2009-05-14 2010-11-18 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and systems for synthesizing iron-based materials and sequestering carbon dioxide
FR2948177B1 (fr) * 2009-07-16 2011-08-05 Inst Francais Du Petrole Procede de combustion en boucle chimique avec controle independant de la circulation des solides
FR2948747B1 (fr) * 2009-07-31 2012-03-30 Rhodia Operations Procede d'oxydo-reduction en boucle utilisant comme masse oxydo-reductrice une composition a base d'oxydes de cerium, d'une terre rare autre que le cerium et, eventuellement, de zirconium
WO2011031755A1 (en) 2009-09-08 2011-03-17 The Ohio State University Reseach Foundation Integration of reforming/water splitting and electrochemical systems for power generation with integrated carbon capture
CA2773457C (en) 2009-09-08 2018-08-28 The Ohio State University Research Foundation Synthetic fuels and chemicals production with in-situ co2 capture
WO2011052825A1 (ko) * 2009-10-30 2011-05-05 한국전력공사 매체순환연소 또는 매체순환개질용 산소공여입자 및 그 제조방법
CA2816800C (en) 2010-11-08 2019-01-08 The Ohio State University Circulating fluidized bed with moving bed downcomers and gas sealing between reactors
CN102125845B (zh) * 2010-12-29 2012-09-26 济南大学 一种纳米量子点级柴油车燃料添加型催化剂及制备方法和应用
AU2012253328B2 (en) 2011-05-11 2017-05-25 Ohio State Innovation Foundation Systems for converting fuel
AU2012253332B2 (en) * 2011-05-11 2017-05-11 Ohio State Innovation Foundation Oxygen carrying materials
US9523499B1 (en) * 2011-06-14 2016-12-20 U.S. Department Of Energy Regenerable mixed copper-iron-inert support oxygen carriers for solid fuel chemical looping combustion process
TW201304865A (zh) * 2011-07-21 2013-02-01 Nat Univ Tsing Hua 應用雙金屬複合氧化物之化學迴圈方法
CN103372446B (zh) * 2012-04-13 2015-11-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种负载型钙钛矿类化合物及其制备和应用
US9740214B2 (en) 2012-07-23 2017-08-22 General Electric Technology Gmbh Nonlinear model predictive control for chemical looping process
JP6048951B2 (ja) * 2012-08-01 2016-12-21 国立大学法人 東京大学 ケミカルループ法における高活性酸素キャリア材料
US10144640B2 (en) 2013-02-05 2018-12-04 Ohio State Innovation Foundation Methods for fuel conversion
WO2014152914A1 (en) 2013-03-14 2014-09-25 Ohio State Innovation Foundation Systems and methods for converting carbonaceous fuels
CN103789061A (zh) * 2014-01-17 2014-05-14 南京理工大学 一种钴基复合载氧体及其制备方法
WO2015131117A1 (en) 2014-02-27 2015-09-03 Ohio State Innovation Foundation Systems and methods for partial or complete oxidation of fuels
US20150343416A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-03 Saudi Arabian Oil Company Activation of Waste Metal Oxide as an Oxygen Carrier for Chemical Looping Combustion Applications
KR101768001B1 (ko) * 2016-03-09 2017-08-16 한국에너지기술연구원 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환공정
WO2017180763A1 (en) 2016-04-12 2017-10-19 Ohio State Innovation Foundation Chemical looping syngas production from carbonaceous fuels
CA3071395A1 (en) 2017-07-31 2019-02-07 Ohio State Innovation Foundation Reactor system with unequal reactor assembly operating pressures
KR102000912B1 (ko) * 2017-10-17 2019-07-17 한국전력공사 산소전달입자 제조용 원료 조성물, 이를 이용하여 제조된 산소전달입자 및 산소전달입자 제조방법
US10549236B2 (en) 2018-01-29 2020-02-04 Ohio State Innovation Foundation Systems, methods and materials for NOx decomposition with metal oxide materials
WO2020018740A1 (en) * 2018-07-18 2020-01-23 University Of Florida Research Foundation Facile co 2 sequestration and fuel production from a hydrocarbon
CN108906066B (zh) * 2018-07-20 2019-07-02 上海应用技术大学 废水降解催化材料及其制备方法与用途
WO2020033500A1 (en) 2018-08-09 2020-02-13 Ohio State Innovation Foundation Systems, methods and materials for hydrogen sulfide conversion
CN109248686B (zh) * 2018-08-24 2021-08-20 昆明理工大学 一种氧化铁-氧化铜-(铜-铝@氧化铝)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法与应用
WO2020150438A1 (en) 2019-01-17 2020-07-23 Ohio State Innovation Foundation Systems, methods and materials for stable phase syngas generation
US11453626B2 (en) 2019-04-09 2022-09-27 Ohio State Innovation Foundation Alkene generation using metal sulfide particles
EP4010107A4 (en) 2019-09-03 2023-09-06 Ohio State Innovation Foundation FACILITATED OBTAINING CARBON DIOXIDE FROM FLUE GAS THROUGH REDOX REACTION AND CONVERSION INTO CARBON MONOXIDE
EP3965195A1 (en) * 2020-09-03 2022-03-09 Indian Oil Corporation Limited Electro catalyst composition with redox buffer metal oxides for bi-functional air electrode

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4299734A (en) * 1979-05-23 1981-11-10 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Catalyst for purifying exhaust gases and method for producing same
US6475454B1 (en) * 1999-01-14 2002-11-05 Ge Energy & Environmental Research Corporation Thermally limited selective oxidation methods and apparatus
US20020195173A1 (en) * 2000-10-17 2002-12-26 Bortun Anatoly I. Niobium containing zirconium-cerium based solid solutions

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057483A (en) * 1990-02-22 1991-10-15 Engelhard Corporation Catalyst composition containing segregated platinum and rhodium components
JP3145175B2 (ja) * 1992-03-31 2001-03-12 三井金属鉱業株式会社 排ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP3315719B2 (ja) * 1992-06-03 2002-08-19 東京電力株式会社 化学ループ燃焼方式発電プラントシステム
DE19606863A1 (de) * 1995-02-24 1996-08-29 Mazda Motor Katalysator zur Abgasreinigung
US6037305A (en) * 1997-03-03 2000-03-14 Rhodia Chimie Use of Ce/Zr mixed oxide phase for the manufacture of styrene by dehydrogenation of ethylbenzene
GB9720730D0 (en) * 1997-10-01 1997-11-26 Ici Plc Endothermic process
JP4345909B2 (ja) * 2001-12-11 2009-10-14 吟也 足立 低温酸化還元能を有する複合酸化物とその製造方法
FR2846710B1 (fr) * 2002-11-06 2006-08-04 Inst Francais Du Petrole Dispositif et procede pour la production d'un gaz chaud par oxydation d'un materiau actif
US20050163691A1 (en) * 2004-01-23 2005-07-28 C.P. Kelkar NOx reduction composition for use in FCC processes
FR2873750B1 (fr) * 2004-08-02 2009-04-17 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour la production d'un gaz chaud par oxydation utilisant un reacteur rotatif simule

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4299734A (en) * 1979-05-23 1981-11-10 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Catalyst for purifying exhaust gases and method for producing same
US6475454B1 (en) * 1999-01-14 2002-11-05 Ge Energy & Environmental Research Corporation Thermally limited selective oxidation methods and apparatus
US20020195173A1 (en) * 2000-10-17 2002-12-26 Bortun Anatoly I. Niobium containing zirconium-cerium based solid solutions
US6605264B2 (en) * 2000-10-17 2003-08-12 Delphi Technologies, Inc. Niobium containing zirconium-cerium based solid solutions

Also Published As

Publication number Publication date
US20070049489A1 (en) 2007-03-01
CN1931430A (zh) 2007-03-21
EP1747813A1 (fr) 2007-01-31
ES2340060T3 (es) 2010-05-28
FR2889248B1 (fr) 2007-09-07
PL1747813T3 (pl) 2010-05-31
JP2007039327A (ja) 2007-02-15
DE602006012397D1 (de) 2010-04-08
JP5078294B2 (ja) 2012-11-21
EP1747813B1 (fr) 2010-02-24
ATE458549T1 (de) 2010-03-15
EP1747813B9 (fr) 2010-05-26
FR2889248A1 (fr) 2007-02-02
CA2553145C (fr) 2013-04-23
US20100111825A1 (en) 2010-05-06
CA2553145A1 (fr) 2007-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1931430B (zh) 化学循环燃烧法用的氧化还原活性物料
He et al. The use of La1− xSrxFeO3 perovskite-type oxides as oxygen carriers in chemical-looping reforming of methane
Bell et al. Influence of synthesis route on the catalytic properties of La1− xSrxMnO3
US5500198A (en) Composite catalyst for carbon monoxide and hydrocarbon oxidation
Ma et al. Effects of supports on hydrogen production and carbon deposition of Fe-based oxygen carriers in chemical looping hydrogen generation
JP6048951B2 (ja) ケミカルループ法における高活性酸素キャリア材料
JP2010240644A (ja) 水素製造触媒およびそれを用いた水素製造方法
Ma et al. Enhanced hydrogen generation for Fe2O3/CeO2 oxygen carrier via rare-earth (Y, Sm, and La) doping in chemical looping process
US8807988B2 (en) Regenerable MgO promoted metal oxide oxygen carriers for chemical looping combustion
Kim et al. Properties of oxygen permeation and partial oxidation of methane in La0. 6Sr0. 4CoO3− δ (LSC)–La0. 7Sr0. 3Ga0. 6Fe0. 4O3− δ (LSGF) membrane
JP2000334304A (ja) ガス中ｃｏの選択的酸化触媒及びガス中ｃｏの選択的酸化方法
US9580326B1 (en) Method for carbon dioxide splitting
US20110207069A1 (en) REDOX MASSES HAVING A SPINEL TYPE STRUCTURE AxA'x,ByB'y,O4 AND USE IN A CHEMICAL LOOPING COMBUSTION PROCESS
US20240067527A1 (en) Facile co2 sequestration and fuel production from a hydrocarbon
CN100588636C (zh) 一种a位缺位的钙钛矿型陶瓷透氧膜材料
US20110002826A1 (en) Use of redox mass having a spinel type structure for a looping redox process
US9868636B1 (en) Thermochemically active iron titanium oxide materials
CN1325149C (zh) 氧化铝掺杂的混合导电型致密透氧膜材料
Shi et al. Electrochemical performance of Ba0. 5Sr0. 5Co0. 8Fe0. 2O3− δ in symmetric cells with Sm0. 2Ce0. 8O1. 9 electrolyte for nitric oxide reduction reaction
JP2010284584A (ja) 排ガス浄化用酸化触媒
Ding et al. Synthesis of CeO2 supported BaCoO3 perovskites for chemical-looping methane reforming to syngas and hydrogen
JP6049158B2 (ja) イットリウム−ガドリニウムオルトコバルト酸塩をベースとする、硝酸生成のためのアンモニア酸化触媒
JPH05272719A (ja) メタンの触媒燃焼法
WO2006041300A1 (en) Catalytic membrabe reactor for the oxidation of nh3 to no, and method for the oxidation of nh3 to no
CN114477299A (zh) 一种载氧体及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101215

Termination date: 20140727

EXPY Termination of patent right or utility model