生物質(zhì)及煤超臨界水氣化制氫的化學(xué)平衡分析.pdf

1、氫是高能值、零排放的潔凈燃料，特別是以氫為燃料的燃料電池，具有高效性和環(huán)境友好性，將成為未來理想的能源利用形式。生物質(zhì)是我國的第四大能源，其生長過程中可以實(shí)現(xiàn)CO2的近零排放或零增長。煤炭是我國的主導(dǎo)能源，但是其生產(chǎn)開發(fā)和利用過程中帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。將煤及生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫，既能提高煤及生物質(zhì)的利用率，又能減少大氣污染，具有能源環(huán)保雙重作用。 本文采用理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，以甲醇、纖維素、麥秸及煤/羧甲級基纖

2、維素鈉為研究對象，應(yīng)用Gibbs自由能最小化原理，深入系統(tǒng)地研究了溫度、壓力、濃度等因素對生物質(zhì)及煤的超臨界水氣化制氫所得氣體產(chǎn)物的氣體產(chǎn)量、摩爾含量、高熱值、氣化率、冷氣效率等的影響。研究表明：(1)溫度對氣化產(chǎn)氫率有顯著的影響。甲醇、纖維素、麥秸以及煤/羧甲級纖維素鈉在超臨界水氣化制氫過程各有不同的適宜制氫溫度范圍；(2)在所考察的研究范圍內(nèi)，壓力對生物質(zhì)及煤的超臨界水氣化的氣體產(chǎn)物的組成沒有明顯的影響；(3)在所研究的范圍內(nèi)，物料

3、濃度的升高會(huì)導(dǎo)致混和產(chǎn)物中氫氣的含量降低，二氧化碳增多，甲烷的含量有稍許增加，一氧化碳和其它烷烴(碳原子數(shù)≥2)含量基本不變；(4)產(chǎn)品氣體的高熱值隨溫度升高而減少，隨濃度的增加而增加；氣化效率及冷氣效率與之相反。 通過對生物質(zhì)及煤在超臨界水中轉(zhuǎn)化為富氫氣體的研究，獲得了影響這一潔凈能源轉(zhuǎn)化過程的關(guān)鍵因素，揭示了生物質(zhì)及煤在超臨界水中轉(zhuǎn)化為富氫氣體的基本熱力學(xué)規(guī)律，該研究對生物質(zhì)及煤的超臨界水氣化制氫過程的設(shè)計(jì)、優(yōu)化及完善具有重