松木在CaO吸收體及鐵鉻系變換催化劑條件下的水蒸氣氣化制氫研究.pdf

1、人類社會高速發(fā)展的今天，化石能源的不斷衰竭對人類社會的可持續(xù)發(fā)展造成了重大威脅，尋求新類型的清潔可持續(xù)能源成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。氫能被譽(yù)為人類終極清潔能源，有望成為未來可持續(xù)發(fā)展能源體系中的主要載能體。生物質(zhì)能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ牧畠r新氫源，通過生物質(zhì)氣化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能向氫能的轉(zhuǎn)化，是一項(xiàng)意義重大的研究課題。
　　本文選取典型的林業(yè)加工剩余物——松木屑作為實(shí)驗(yàn)研究對象。采用非等溫?zé)嶂胤治龇疾炝怂赡緲悠吩贜2氣氛下的熱

2、解失重特性，并且分析研究了松木樣品在不同升溫速率及CaO添加量下的熱解動力學(xué)特性，從而為生物質(zhì)氣化過程提供數(shù)據(jù)支持。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：松木樣品在不同升溫速率下的熱解趨勢基本一致，升溫速率的升高有助于加快熱解反應(yīng)速率。纖維素和半纖維素的快速熱解主要發(fā)生在200~550℃范圍內(nèi)，而木質(zhì)素的緩慢熱解炭化主要發(fā)生在550~850℃范圍內(nèi)。添加氧化鈣后，實(shí)驗(yàn)樣品在200~425℃、425~550℃和600~800℃范圍內(nèi)分別出現(xiàn)了失重峰。
　　

3、在固定床氣化反應(yīng)器上進(jìn)行了松木樣品水蒸氣氣化制氫實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)研究了在250~550℃內(nèi)不同物料粒徑、氣化反應(yīng)溫度、水蒸氣添加量（水蒸氣/生物質(zhì)質(zhì)量比S/B）、氧化鈣添加量（氧化鈣/生物質(zhì)摩爾比CaO/C）和鐵鉻系變換催化劑添加量（鐵鉻系變換催化劑/生物質(zhì)質(zhì)量比Fe2O3-Cr2O3/B）對產(chǎn)氣各組分含量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：粒度為60目左右的松木屑原料比較適合水蒸氣氣化制氫反應(yīng)；隨著反應(yīng)溫度的升高，H2含量呈現(xiàn)增大的趨勢；隨著水蒸氣添加量

4、的增大，H2含量呈先增后減的趨勢，當(dāng)S/B為2時，H2含量達(dá)到最大值；添加CaO吸收體可以充分吸收反應(yīng)產(chǎn)氣中的CO2，并起到一定催化作用，當(dāng)CaO/C為1.5時，CO2含量降低到了最小值1.28％，H2含量達(dá)到了最大值51.08%；添加鐵鉻系變換催化劑對各產(chǎn)氣組分含量在350℃~550℃內(nèi)變化具有重要影響，尤其是在氧化鈣吸收體存在的條件下，氧化鈣對CO2的吸收作用大幅度提高了CO濃度，催化劑進(jìn)一步促進(jìn)了水汽變換反應(yīng)的反應(yīng)速率，當(dāng)Fe2O