超临界水中生物质气化制氢

超临界水中生物质气化制氢技术是近年发展起来的一种高效、清洁的能源转化及利用技术，无论从能源还是环境角度，都具有十分重要的意义。文章主要介绍了超临界水中生物质气化制氢的发展、原理、设备及影响因素等，并对其前景作了一定的预测。     

超临界水气化生物质技术研究进展

超临界水气化生物质技术是一种新兴的利用生物质能的方法,由于其较高的能量利用率和环保特性,正日益受到人们的重视。本文综述了国内外对于超临界水气化生物质的研究,分析总结了温度、压力、浓度、停留时间、催化剂等因素对反应影响的一般性规律。通过对各国研究者有关超临界水气化生物质技术经济性评价的综合,指出了提高经济性需要努力的方向,并提出了气体产物的利用方式,对该技术的进一步发展和应用有较好的指导意义。     

纤维素在超临界水中的催化气化制氢研究

在间歇式高压反应釜中,温度为450～500℃时,反应时间为20 min,压力在24～26 MPa,以K2CO3和Ca(OH)2为催化剂(助催剂),对纤维素在超临界水中的气化制氢特性进行了实验研究.结果表明:K2CO3和Ca(OH)2都有较好的催化作用,并且加入量存在一最佳值.加入0.2 g K2CO3时,H2产率为9.456 mol·kg-1,约为不加入催化剂时的2倍,加入1.6 g Ca(OH)2时,H2产率为8.265 mol·kg-1,比加入K2CO3时的产氢效果稍差,但仍然是不加入催化剂时的1.7倍.K2CO3和Ca(OH)2混合使用时效果更佳,产氢量约为不加入催化剂时的2.5倍,比单独加入K2CO3和Ca(OH)2时也要分别提高25%和45%.同时随着温度的提高,H2的产率上升而CH4的产率下降,说明甲烷化反应在低温下为主要反应,温度的提高会促使CH4与水反应生成H2和CO2.     

超临界水气化制氢技术及多联产路线研究

超临界水气化制氢技术是指各种有机物在超临界水环境下进行低温催化气化反应生成氢气和二氧化碳为主的技术,该技术具有反应条件温和、反应速度快、反应过程清洁以及能够生产氢气等特点,成为国内外学者和工程技术人员关注和研究的热点.文中通过阐述超临界水气化制氢技术的原理和特点,综述了煤炭、生物质、污泥等物质超临界水气化制氢技术研究进...     

超临界水条件下生物质气化制氢

生物质制氢是农业废弃物资源化利用的一项很有发展前途的技术。介绍了超临界水条件下生物质的气化制氢技术,论述了温度、压力、停留时间以及反应器对气化产物组成及气化制氢效果的影响,着重阐述了催化剂的影响。分析了目前超临界水气化制氢在有机废弃物资源化应用中存在的主要问题,并展望了超临界水气化制氢的研究前景。     

超临界水中葡萄糖气化制氢实验研究

以葡萄糖为生物质模型化合物,在超临界水中进行气化反应,考察不同压力、温度、物料浓度等对气化产物组成及气化制氢效果的影响。实验结果表明,反应器壁温在500—650℃范围内,温度的升高有利于葡萄糖的气化制氢,25MPa、650℃时气化率超过100%。添加适当的催化剂可以有效促进水气转化反应。     

超临界水中湿生物质催化气化制氢研究评述

超临界水中湿生物质催化气化制氢 ,将能量密度小但可再生的生物质能转变为高能密度且既可贮存又可运输的清洁能源氢能 ,具有全程良性循环的特征 ,因此具有良好的经济前景和环保优势 .本文对国内外超临界水中生物质催化气化及相关研究进展进行了综合评述 ,并分析了超临界水环境中生物质催化气化制取富氢气体的主要影响因素 ,提出进一步研究的方向     

生物质空气-水蒸气催化气化制氢技术

生物质气化技术已在国内外得到广泛的开发和运用,但由于燃气品质较差,焦油较多,限制了生物质气化气的进一步利用。利用生物质制氢可以实现二氧化碳归零排放,从根本上解决化石能源消耗带来的温室效应问题,已引起世界各国研究者的普遍兴趣。本文介绍了生物质催化气化制氢概况,讨论了在气化过程中发生的主要化学反应以及影响可燃气中氢气含量的主要因素,进而给出了生物质催化气化制氢的典型流程。     

生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡分析

通过高压吸收法可以将生物质超临界水气化制氢的气体产物中的CO₂与H₂分离.基于修正的UNIFAC模型、SRK状态方程以及MHV2混合规则，建立了生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡的计算模型，讨论了CO₂与H₂分离过程中压力和温度等参数对分离效果的影响.计算结果表明：随着分离器中压力的升高，气相产物中H2的摩尔分数增加，CO₂摩尔分数迅速下降，气相中H₂的收率不断降低；随着温度升高，气相产物中H₂的摩尔分数减小，CO₂摩尔分数上升，气相中H₂的收率增加；然而，高压吸收的方法不能将气体产物中的CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆与H₂分离.     

生物质热解与气化制氢研究进展

介绍了生物质热解与气化制氢的原理和相应国内外研究进展,并提出了存在的问题和对未来的展望。     

超临界水中氨基乙酸的气化产氢特性

鉴于湿生物质如食品加工工业残余物和城市污泥中含有大量蛋白质的情况,以氨基乙酸作为蛋白质的模型化合物进行超临界水气化实验,研究了反应温度和反应时间耦合条件下Na₂CO₃的催化特性以及氨基乙酸气化产物特性。结果表明：添加Na₂CO₃会增大氨基乙酸的气化效率、氢气的体积分数和产率以及反应后液体化学需氧量（COD）的去除率,且添加质量分数为0.1%时的催化效果优于0.2%;Na₂CO₃主要是对H₂产率产生影响,其催化机理与已有碱性化合物的催化机理不同,可能是通过促进氨基乙酸的水解产物（甲酸）的脱羧反应来提高H₂的产率;氨基乙酸气化效率可达99.4%,生成物包括H₂、CO₂、N₂、CH₄和C₂～C₃气体,其中H₂的体积分数可超过50%,产率可达1.8 L·g^-1,且超过一半的份额来源于水,反应后液体清澈透明,COD和pH值指标均可以达到《生活杂用水水质标准》,可以进行回收利用。     

煤在超临界水中气化制氢过程的热力学分析

基于热力学平衡原理,采用FactSage软件中的Equilib模块对气化过程进行化学平衡计算。主要考察了物料配比、温度、压力、CaO等对气化过程中气态产物的影响。根据模拟结果可以得到以下结论:物料配比和温度是最主要的影响因素。在温度和压力一定的情况下,随着煤质量分数的增加气体产物中H_2的摩尔分数在持续下降;在物料配比和压力一定的情况下,随着温度的升高H_2的摩尔分数逐渐升高,当温度升高到800℃时H_2的摩尔分数为66%。压力对煤在超临界水中的气化过程没有显著影响;CaO只是做为CO_2的吸收剂,对H_2产率没有太大影响。     

新型超临界水中煤气化制氢产物的CO2分离过程

目前CO₂的分离方式主要局限在常压条件下,在高压条件下分离CO₂的研究鲜有报道。本文为了解决这一问题,针对煤在超临界水中气化过程压力高的特点,构建了高压水吸收法分离CO₂系统,建立了高压多组分气液相平衡的能量分析模型和 分析模型;并对CO₂的分离过程进行分析,获得了高压吸收器中压力对各种气体产物摩尔分数和液相中气体吸收率的影响规律;针对高压水吸收法分离CO₂的流程,建立了CO₂分离过程中的能量分析模型和 分析模型,得到了高压吸收器中压力发生变化时,CO₂分离过程的能量效率、 效率以及CO₂分离能耗的变化规律,为超临界水中煤气化制氢新技术中分离器的设计提供了依据。     

结构参数和操作参数对生物质气化制氢技术的影响

生物质气化制氢技术不仅是一种清洁能源技术,而且有助于缓解我国能源压力,优化能源结构。介绍并对比了生物质制氢的主要方法,包括生物法和热化学法制氢技术。热化学法制氢技术的工业化发展较受关注,主要包括气化法、热解法和超临界转化法,其中气化法因产氢量高、废弃物少和工艺要求较易实现等优点,成为目前热化学法制氢的主要方法。阐述了生物质气化过程的基本原理,分别从结构参数(物料特性、气化剂、气化炉种类、催化剂)和操作参数(反应温度、当量比、水蒸气配气比)系统地分析了影响生物质气化过程的主要影响因素及其变化规律,指出应从优化结构参数和操作参数上促进生物质气化制氢技术的发展。     

The technical feasibility of biomass gasification for hydrogen production

Biomass gasification for energy or hydrogen production is a field in continuous evolution, due to the fact that biomass is a renewable and CO₂ neutral source. The ability to produce biomass-derived vehicle fuel on a large scale will help to reduce greenhouse gas and pollution, increase the security of European energy supplies, and enhance the use of renewable energy. The Värnamo Biomass Gassification Centre in Sweden is a unique plant and an important site for the development of innovative technologies for biomass transformation. At the moment, the Värnamo plant is the heart of the CHRISGAS European project, that aims to convert the produced gas for further upgrading to liquid fuels as dimethyl ether (DME), methanol or Fischer–Tropsch (F–T) derived diesel. The present work is an attempt to highlight the conditions for the reforming unit and the problems related to working with streams having high contents of sulphur and alkali metals.     

超临界水氧化/气化反应器的CFD模拟研究进展

基于前期研究和国内外相关文献,分别从数学模型、物性数据和模拟实例三个方面回溯了CFD的发展历程,综述了最新研究进展。总结出RNG k-ε、EDC分别是纯流态、湍流-化学反应两种体系普遍采用且模拟效果最好的模型,但在面对水热燃烧、水膜形成和非均相催化等典型水热过程时,仍不能有效兼顾流体力学问题与化学反应问题;其次,超临界水热环境下多相流体的基础物性数据匮乏是CFD模拟研究的另一瓶颈;最后,指出了开发新模型并结合原位探测实验新技术是未来的重点研究方向。