催化剂对超临界水中生物质气化制氢的影响

生物质气化过程十分复杂,中间产物很多。温度是影响超临界生物质气化的主要因素,温度的升高,有利于葡萄糖及其中间产物的分解转化,可有效地提高氢气在气相产物中的含量。添加4种碱式催化剂,可以控制反应向有利的方向进行,提高气相产物中氢气的体积分数,在较低的温度下得到氢气含量较高的混合气体,并抑制一氧化碳的生成。     

可再生生物质资源制氢技术的研究进展

综述了生物质资源(生物质和生物油)制氢技术的研究进展。生物质制氢主要包括:生物质气化、快速裂解、超临界水气化和催化裂解/气化。生物质气化得到氢气含量较高的混合气体,工艺流程简单,但气化效率低;生物质快速裂解除产生氢气混合气体外,主要得到较多的液相产物即生物油,生物油可催化重整制氢,还可从中提取有价值的化学品;超临界水气化过程中气体是主要产物,但温度和压力高,对设备要求苛刻;催化裂解/气化可得到富氢气体,但产生很多成分复杂的焦油。针对生物油重整过程中温度高、催化剂失活严重等问题,最近开发了电催化水蒸气重整生物油制氢的装置及方法。与非电催化重整相比,电催化重整在400～600℃就能得到很高的氢产率和碳转化率。     

超(近)临界水的研究和应用现状

综述了超临界水的性质及其应用,重点介绍了超临界水解(包括聚合物降解和生物质水解)、超临界水氧化、烷烃和芳烃的超临界水部分氧化以及超临界水气化制氢(包括葡萄糖、甲醇、生物质、烃类和煤的超临界水气化制氢)的国内外研究和应用现状;并介绍了近临界水作为反应物和溶剂在有机合成和萃取分离中的应用;同时对超(近)临界水应用技术的发展趋势和动向做了展望。     

生物质超临界水气化制氢技术的研究进展

生物质是一种重要的可再生原料,资源总量十分丰富,是世界第四大能源,但由于其结构疏松,能量密度低,直接利用效率低。生物质超临界水气化制氢是近年来发展起来的一种高效、清洁的制氢技术。本文阐述了生物质超临界水气化制氢技术的特点与研究现状,重点论述了温度、压力、反应物浓度、停留时间及催化剂等操作条件对反应过程的影响机理,介绍了不同形式的反应装置。在此基础上,针对该技术所面临的问题,对其研究前景和发展方向进行了展望。     

用微波分裂H_2S

一个采用俄罗斯开发的微波技术的研究工作正在进行中。这一技术是为美国的石油和天然气公司开发的,可以用来把天然气中的H_2S分裂为硫和氢气。因此可在回收硫磺的同时把氢气回收下来供石油炼制之用或做为燃料气,而现有的常规技术只能回收硫磺。据参与这一工作的一位美国Argonne国家试验室的科学家说,如果这种氢气得到回收,美国每年可以节约相当于2×10~9m~3天然气的能量。Argonne     

质子交换膜燃料电池用氢气的质量控制

简要介绍了化石燃料制氢、工业副产氢、电解水制氢以及光解水和生物质等新型制氢的方法,叙述了冷凝-低温吸附、低温吸收-吸附、变压吸附、钯膜扩散、金属氢化物分离五种氢气提纯方法,对质子交换膜燃料电池用氢气所依据的相关标准进行了比较分析,指出了氢气中总硫、一氧化碳、甲醛与甲酸、总卤化物、氨气、二氧化碳、水、总烃、氧气、颗粒物、...     

反应吸附强化焦炉煤气蒸汽重整制氢技术评价

以实验研究结果为基础,建立了反应吸附强化焦炉煤气水蒸汽重整制氢(ReSER-COG)工艺流程,并进行了技术性能评价计算。计算过程采用化工模拟软件Aspen Plus,基于不同反应温度、水碳比、钙碳比等工艺操作参数,对各个操作单元进行物料平衡和能量平衡计算,并考察制氢性能指标产氢率和COG能量转化效率受制氢工艺操作参数影响的敏感度分析,得到最优操作参数范围。分析结果表明:ReSER-COG制氢工艺在反应温度600℃,水碳物质的量比4,钙碳物质的量比2.75,常压反应的条件下,1m~3COG可获得最大产氢气率为1.8m~3,且能量转化效率达到最高76.3%。与现有的COG制氢技术相比,ReSERCOG制氢技术在同样条件下,可以得到较高的产氢率和COG能量转化效率,具备较强的技术优势。     

超临界水氧化法处理含油污泥的工艺研究

超临界水氧化技术是1种快速降解废水中有机物质的处理技术.利用水在超临界状态下的特殊性质将难降解的有机物彻底氧化分解.在高压、高温下,废水中的有机污染物可以与氧气发生反应,生成无毒的二氧化碳、水及其它化合物,来达到处理废水的目的.处理后的水不再需要二次净化.     

技术动态

<正>天津工生所研发生物质制氢新方法中国科学院天津工业生物技术研究所利用无细胞合成生物学的方法,将玉米秸秆中的葡萄糖和木糖转变成氢气和二氧化碳,创造了生物质制氢的新途径。该方法可将氢收率提高3倍,生成速率提升67倍,达到54 mmol/(L·h),适合于工业生产,是目前最快的光生物反应器的15倍,并且可以同时利用葡萄糖和木糖,不需要在微生物中进行复杂的碳通量调节。相较于目前的产氢方法,人工生物反应系统制氢技术化学能转换效率超过100%;产出的氢气纯度高,生产过程没有一氧化碳产出,可以实现即产即用,且安全性高。     

由乙醇和水蒸气转化制氢的反应机理研究取得进展

<正>新加坡的一个研究团队正在开发一种将产自废弃生物质的乙醇催化转化为氢气的新方法。目前,氢气主要通过甲烷蒸汽转化来生产。与之相比,以废生物质发酵产生的乙醇为原料制氢可能更清洁。尽管近年来有不少对乙醇蒸汽转化制氢的研究,但仍无法实现有经济效益的工业制氢。部分原因是过于复杂的反应产生的产品种类太多。且由于对反应机理认识困难,阻碍了进一步改进催化剂。     

双氧水对超临界水中褐煤制氢过程的影响

采用连续式超临界水反应装置,以质量分数为20%的水煤浆为反应原料,考察了氧化剂H2O2对褐煤制氢过程的影响。结果表明,以H2O2为氧化剂,在一定范围内可提高褐煤制氢过程的碳气化率和氢气产率,减少焦油产量,在一定程度上可实现系统内部供热。在反应温度600 ℃、反应压力25 MPa的条件下,n（O）/n（C）为0.3时,气相中H2体积分数及其产率均达到最高值。     

The Mechanism of Diesel Hydrogenation Using Supercritical Water-Syngas

Many reactions were involved in the diesel hydrorefining processes in the supercritical water-syngas system, as the mechanism of diesel hydrogenation using supercritical water-syngas was investigated by using isotopic D₂. The ²H-NMR results of hydrogenated products revealed that the supercritical water-syngas could be used as an alternative hydrogen source for diesel hydrotreating because much higher deuterium content appeared in the products. The results also indicated that the hydrogen derived from supercritical water-syngas could exchange the sulfur, so hydrogen was added to the diesel molecule.     

CO2启动盲端孔隙残余油的微观特征

低渗透油藏中存在大量的盲端孔隙,其中赋存的原油通常难以被水驱启动,成为水驱残余油的一种表现形式。建立玻璃刻蚀微观盲端孔隙模型,饱和油后开展室内实验模拟水驱、CO2非混相驱和CO2混相驱等开发过程,利用微观可视系统观测盲端孔隙中残余油在各种驱替方式下的启动特征。实验结果显示,水驱仅可以进入盲端孔隙较浅的区域,难以启动残余油;CO2非混相驱可深入盲端孔隙,部分残余油被启动,并沿内壁流出,进入主通道;CO2混相驱则可以驱替盲端孔隙深部的残余油,且随着CO2注入孔隙体积倍数的增大,基本可以将盲端孔隙中的原油驱替干净。分析认为,水驱仅依靠压力变化及流体弹性启动极少量的盲端孔隙残余油,而超临界CO2则可以不停地与残余油发生组分交换,通过流体间的传质作用进入盲端孔隙,从而启动大量残余油。因此,超临界CO2不仅对常规驱替介质波及的可流动孔隙具有较高的驱油效率,还可以启动盲端孔隙中的残余油,降低残余油饱和度,提高采收率。     

供氢剂和结焦抑制剂对正十二烷超临界热裂解沉积的影响

 选用航空燃料的主要成分正十二烷为探针燃料，考察了超临界反应条件下供氢剂、结焦抑制剂以及二者组成的复合添加剂对碳氢燃料热裂解沉积的影响。结果表明，供氢剂苯甲醇、四氢萘以及四氢萘/四氢萘酮二元供氢剂均能在一定程度上抑制正十二烷的裂解；其中四氢萘/四氢萘酮二元供氢剂效果较好，在相同裂解率下，比纯正十二烷的稳定温度高出43℃。结焦抑制剂二苯硒、二苯二硒都能明显减少正十二烷的热裂解沉积，二苯二硒降沉积效果更好。复合添加剂比单一试剂效果更明显，二元供氢剂与二苯二硒的复合添加剂可减少77.5%的裂解沉积。     

芳香族化合物绿色氧化技术研究进展

综述了芳香族化合物绿色氧化技术的研究进展,重点讨论了芳香族化合物在超临界水、超临界二氧化碳和离子液体中的氧化,同时探讨了芳香族化合物的臭氧和过氧化氢氧化技术。     

生物油水溶性组分重整制氢研究进展及关键问题分析

 随着全球化石燃料枯竭和气候变暖加剧,H₂作为一种洁净能源载体备受关注。生物质热解工艺制取的生物油具有易于储运、可再生、CO₂零排放等特征,可作为一种潜在的制氢原料。笔者对生物油水溶性组分提质制取 H₂的水蒸气重整、自热氧化重整、水相催化重整3种制氢技术进行了综述,分析了各工艺的反应机理、研究现状及关键科学问题,指出了各种方法的特点、优势与不足及改进方法。针对生物油利用过程中的瓶颈问题,简要展望了生物油水溶性组分提质制取 H₂的研究重点。     

Hydrocracking Gudao Residual Oil Using Supercritical Water-Syngas as Hydrogen Source in Suspension Bed. Part III: Water-Gas Shift Reaction

Abstract

The catalytic hydroconversion of Gudao residue in supercritical water-syngas system is a heavy oil upgrading technology. The hydrogen derived from water-gas shift reaction can be used for residue hydrocracking, so, it is important for studying the water-gas shift reaction that takes place in the hydrocracking system. Here, the water-gas shift reaction in the supercritical water-syngas system was investigated. The results showed that the water-gas shift reaction could be effectively increased with dispersed catalysts, and more than 80% CO was conversed in the initial processes.     

超临界CO2压裂裂缝特征研究现状与展望

为加强对超临界CO2压裂裂缝特征的认识,指导超临界CO2压裂技术的发展,总结了前人对超临界CO2起裂、扩展和导流能力特征的研究.结果表明:超临界CO2压裂裂缝起裂压力比液态和清水压裂低,其主导原因是超临界CO2的低黏度和高扩散性使孔隙压力增大起裂压力降低;超临界CO2压裂裂缝扩展影响因素复杂,主要受CO2相变、岩石弱面...