生物質催化熱解制取富氫氣體的研究.pdf

1、目前，氫氣主要是通過天然氣的水蒸氣催化重整得到的。然而，為了更加環(huán)保的制取氫氣，需要開發(fā)更多可持續(xù)更環(huán)保的方法。人們研究了很多種制取氫氣的方法。在所有的可再生資源中，生物質是將來最具前景的。生物質氣化已成為最具前景的制氫技術。
　　 本研究首先通過熱重實驗分析(TGA)調(diào)查了兩種酸處理(硫酸、鹽酸和乙酸混合溶液)對幾種生物質(大豆、稻殼、松木)的熱解行為的影響研究。實驗加熱速率分別為10 K/min，終溫為1173 K。熱解在氮

2、氣氣氛下進行，并用高純氮氣作為保護氣體。實驗結果表明：硫酸處理的生物質去除了其中的半纖維素并改變了木質素的化學結構使得木質素的起始熱解溫度降低。鹽酸和乙酸混合溶液處理去除了生物質灰分中部分的堿性離子，并改進其多孔結構促進了熱解反應產(chǎn)生更多的揮發(fā)分，最大熱解速率增大。
　　 為了考查流化床的操作條件對熱分解的特性的影響，制作了一臺模擬于熱分解反應器的流化床裝置。測定各操作條件氣體流速、床層高度以及粒子類型對流化狀態(tài)的影響，得到了一

3、個合適的操作條件范圍，為熱分解實驗提供了必要的基礎實驗數(shù)據(jù)。
　　 在此階段，以制取氫氣為目的產(chǎn)物，使用自行設計的雙顆粒流化床反應裝置，選取四種生物質作為實驗原料，調(diào)查了氮氣氣氛下不同流化介質(硅砂，Al2O3，NiMo-A和CoMo-B)對熱解產(chǎn)物的分布及其收率的影響。實驗結果表明，流化介質種類和生物質種類對熱解產(chǎn)物的分布和收率均有影響。在惰性介質條件下，氫氣產(chǎn)率主要受熱解溫度的影響，在氮氣氣氛和1173 K高溫下，稻殼的氫氣