生物質(zhì)鈣基催化水蒸氣氣化制氫特性研究.pdf

1、在生物質(zhì)制氫工藝中，如何提高H2產(chǎn)率和濃度，同時(shí)達(dá)到CO2零排放是研究的熱點(diǎn)之一。生物質(zhì)分級氣化制氫工藝可有效地將生物質(zhì)焦炭和揮發(fā)分分開，能更清晰地結(jié)合CO2問題研究生物質(zhì)熱解氣揮發(fā)分的催化氣化制氫強(qiáng)化機(jī)理和焦炭的氣化機(jī)理。本文采用兩段式分級氣化系統(tǒng)，對生物質(zhì)的分級催化氣化強(qiáng)化制氫特性進(jìn)行了研究。
　　本文采用煅燒白云石、煅燒石灰石、煅燒橄欖石和CaO對玉米稈熱解氣水蒸氣催化重整實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含CaO的催化吸收劑均有利于生物質(zhì)熱解氣催

2、化重整制氫，白云石有較高的H2濃度的富氫氣體，同時(shí)H2產(chǎn)率也較高，而橄欖石的作用效果最差。為了保證得到更高濃度的H2，重整溫度不宜過高，以保證催化吸收劑中CaO良好的碳酸化性能，重整溫度選擇650℃左右為宜。而熱解溫度對最后產(chǎn)氣組成影響較小，但有利于H2產(chǎn)率的提高，同時(shí)水蒸氣濃度、催化劑和生物質(zhì)的比均會(huì)影響產(chǎn)氫率和氫氣濃度，不同的生物質(zhì)原料種類產(chǎn)氫特性也有不同。
　　然而，含鈣催化吸收劑引入后，實(shí)際產(chǎn)氫率與理論產(chǎn)氫率仍存在較大差距

3、，本研究通過在CaO上負(fù)載NiO制得改性吸收催化劑NiO/CaO，發(fā)現(xiàn)用CaO來浸漬負(fù)載NiO制得的NiO/CaO催化劑具有較高的碳酸化性能，同時(shí)明顯促進(jìn)氫的形成；另外，結(jié)合煅燒白云石實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NiO/γ-Al2O3催化劑對玉米稈熱解揮發(fā)分的催化重整影響，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知NiO/γ-Al2O3對玉米稈熱解揮發(fā)分水蒸氣氣化有明顯促進(jìn)作用，但NiO的負(fù)載量不是越高越好，15wt.％的負(fù)載量時(shí)可以得到近85vol.％的H2濃度，同時(shí)H2產(chǎn)率也較

4、高。
　　最后，研究了CaO和煅燒白云石對生物質(zhì)熱解焦炭的水蒸氣氣化影響以及熱解焦對生物質(zhì)熱解揮發(fā)分的催化重整作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CaO和煅燒白云石均有利于熱解焦炭的水蒸氣氣化制氫，在氣體產(chǎn)物的組成和產(chǎn)率隨溫度的變化趨勢均非常相似，兩者均有效地提高了H2的濃度和產(chǎn)率。而CaO更有利于生物質(zhì)焦炭的氣化制氫獲得更高的H2濃度和更高的H2產(chǎn)率，且溫度越高H2濃度和產(chǎn)率越高。熱解焦炭也明顯促進(jìn)了熱解揮發(fā)分的重整，焦炭促使生物質(zhì)揮發(fā)分小分子的重