高温水蒸气制氢结论
烃类水蒸气转化法制氢概述
烃类水蒸气转化法制氢概述摘要：本文以烃类水蒸气转化法为例概述了原料经过预处理、转化、中温变换、PSA变压吸附等步骤转化为氢气纯度达到99.9%以上的过程。
关键词：烃类水蒸气转化预处理吸附提纯1 烃类水蒸气转化法原理烃类水蒸汽转化是以烃类为原料，在一定温度和催化剂作用下使烃类和水蒸汽经过一系列的分解、裂化、脱氢、结炭、消炭、氧化、变换、甲烷化等反应，最终转化为H2、CO、CO2、和少量残余的CH4，其中H2是本阶段的目的产物。
烃类的蒸汽转化反应如下：CnHm+nH2O=nCO+（n+m/2）H2――QCH4+H2O=CO+3H2――206000KJ/KmolCO+H2O=CO2+H2――41200KJ/Kmol转化炉内进行的烃类蒸汽转化反应是一个极复杂的平行、顺序反应体系。
从以上反应原理中可以看出其反应过程需需要吸收大量的热，这就要就反应要有较高的反应温度，而烃类易在高温下裂解结炭特别是烯烃，结炭是转化过程中的必然反应，当结炭反应速度大于消炭反应速度时，转化催化剂就会积炭，使催化剂活性下降甚至丧失。
为保证催化剂活性，就要有大于反应所需求过量的水蒸气来进行消炭，从转化后阶段来看，反应生成的CO也需要水蒸汽与之反应，所以生产时要求转化进料始终保持一定的水碳比，使消炭速度大于结炭速度，避免催化剂上炭的沉积。
烃类水蒸气转化法其催化剂主要活性组分为单质Ni，其对原料品质有较高要求，原料中的硫、氯等有害杂质能与转化催化剂活性组分Ni反应生成不可逆转的化合物，从而使其永久性中毒失去活性。
为了充分发挥转化催化剂的活性，并获得较高的氢收率，转化床层一般装填有两种不同性能的催化剂，一般选用Z417/Z418转化催化剂。
Z417/Z418转化催化剂可以适应多种原料，并且对脱毒的需求相对较低。
Z417含有一定钾碱金属的抗结炭助剂因此作为上段催化剂使用，其具有较好的低温活性及抗积炭性能，Z418具有较高的转化活性作为下段床层催化剂。
高温电解制氢方程式
高温电解制氢方程式
一、反应原理
高温电解制氢是一种通过高温条件下电解水来制备氢气的方法。
其反应方程式为：2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)。
该反应需要在高温条件下进行，通常需要温度达到700℃以上。
二、电解条件
高温电解制氢需要高压和高温条件。
高温可以提高水分子解离成氢离子和氧离子的能量，而高压可以促使反应向生成氢气和氧气的方向进行。
通常需要在5-10kPa的压力下进行，同时温度要保持在700-800℃。
三、电解剂
在高温电解制氢过程中，需要使用电解质作为媒介来传递电荷。
常用的电解质有氯化钠、氯化钾、氯化钙等，这些电解质在高温下可以分解成正离子和负离子，分别与水中的氢离子和氧离子结合，形成氢气和氧气。
四、产物
高温电解制氢的产物是氢气和氧气。
在电解过程中，水分子被解离成氢离子和氧离子，分别与电解质中的正离子和负离子结合，形成氢气和氧气。
五、能量转化
高温电解制氢是一个能量转化的过程。
电能被转化为化学能，储存在氢气中。
当这些氢气燃烧时，可以释放出大量的热能。
这种能量转化的效率较高，理论上可以达到70%以上。
高考化学重难点解析：生成氢气反应小结
高考化学重难点解析：生成氢气反应小结高考化学重难点解析：生成氢气反应小结
(1)、锌、镁、铁等金属与非氧化性酸反应
(2)、铝与氢氧化钠溶液反应
(3)、钠、镁、铁等金属在一定的温度下与水反应
(4)、钠(钾、镁、铝)与醇类反应
(5)、焦碳与水高温反应
(6)、电解水
(7)、甲烷高温分解
其中(1)、(2)适用于实验室等少量氢气的制取;(5)、(7)可用于工业制氢;(6)可能是未来清洁能源的来源。
生成氢气的所有反应方程式
金属与酸放出氢气(实验室制氢
气),Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
碱金属或碱土金属与水产生氢
气,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
电解饱和食盐水产生氢气(工业制氯
气),2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑
用铝(锌,铍)和氢氧化钠反应制取:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
用水和碳反应(水煤气法) C+H2O==CO↑+H2 ↑
电解水产生氢气,2H2O==2H2↑+O2↑
负氢和正氢：SiH4+3H2O==H2SiO3+4H2↑
铝,锰,铬,镉,铁在红热时与水蒸气反应：
3Fe+4H2O=(高温)=Fe3O4+4H2↑
铜与氰化钠水溶
液,Cu+4NaCN+2H2O==2NaCu(CN)2+H2↑+2NaOH
高考化学重难点解析是学习的重点内容，也是考试的重点内容，同学们要警觉起来，各科成绩的提高是同学们提高总体学习成绩的重要途径~
高三化学选修三晶体的常识知识点整理
人教版高三化学选修三第二章分子结构与性质知识点（汇总）。
水电解制氢的最新进展与应用
水电解制氢的最新进展与应用一、绿色能源氢能及其电解水制氢技术进展摘要：随着环境污染日益严重，越来越多的研究关注于绿色无污染能源,其中氢能清洁无污染、高效、可再生,是未来最有潜力的能源载体。
利用电解水技术制氢是目前最有潜力的技术，也是一种经济有效的技术。
绍了氢能的研究现状和水电制氢技术，着重介绍了碱性电解槽、子交换膜电解技术以及固体氧化物水电解技术,对现有技术进行了总结。
1.氢能的研究现状美国：1990年,美国能源部（DOE)启动了一系列氢能研究项目。
2001年以来,美国政府制订了《自有车协作计划》、《美国氢能路线图》。
2004年2月，美国能源部出台的“氢态势计划”，并提出2040年美国将实现向氢经济的过渡.美国能源部、国防部、交通部、国家科学基金、美国宇航局和商务部以及8个国家实验室、2所大学和19 个公司签署了研发合同。
欧盟：2001 年11 月启动的“清洁能源伙伴计划”，欧盟拨款1850万欧元支持汉堡、伦敦等10个城市的燃料汽车示范项目。
2008年11 月初欧盟、欧洲工业委员会和欧洲研究社团联合制订了2020年氢能与燃料电池发展计划。
日本:1993年就制订了“新阳光计划”，预计到2020年投资30亿美元用于氢能关键技术的研发。
并计划在2020年实现燃料电池汽车500 万辆,建成燃料电池发电系统10000MW。
我国:2003年11月我国加入了“氢能经济国际合作伙伴(IPHE)”，成为IPH首批成员国之一。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年）》和《国家“十一五”科学技术发展规划》中都列入了发展氢能和燃料电池的相关内容。
相对而言，我国在氢能和燃料电池汽车领域的技术研发工作开始得较晚，这方面的标准体系尚未形成，然而通过国内研究单位的协作努力，在材料、基础设施、燃料电池堆、整车集成等方面都已取得阶段性进展，目前已有多家企业与联合国发展计划署和全球环境基金合作，开展燃料电池客车的公交线路试运行。
制氢的技术路线
制氢的技术路线引言：氢气作为一种清洁、高效、可再生的能源，被广泛认为是未来能源体系的重要组成部分。
制氢技术的发展也日益受到关注。
本文将介绍几种常见的制氢技术路线，包括热解、电解和化学反应等方法。
一、热解法热解法是利用高温将水或者其他氢源材料加热分解，产生氢气的方法。
其中最常见的是水热解法，即将水加热至一定温度，使其分解成氢气和氧气。
水热解法具有原料广泛、操作简单等优点，但需要高温和能量消耗较大，同时产生的氧气也需要处理。
除了水热解法，还有一些其他的热解方法，如甲烷热解法和氨热解法等。
二、电解法电解法是利用电能将水或者其他氢源材料分解成氢气和氧气的方法。
常见的电解法主要有碱性电解法和固体氧化物电解法。
碱性电解法是将水或者含水溶液电解成氢气和氧气，其中电解液通常使用氢氧化钾或者氢氧化钠溶液。
固体氧化物电解法是利用高温下固体氧化物电解质的离子传导性质，将水或者水蒸气分解成氢气和氧气。
电解法制氢技术具有高效、环保等优点，但设备成本较高，对电能要求较高。
三、化学反应法化学反应法是利用化学反应使氢源材料产生氢气的方法。
常见的化学反应法有水煤气化法、甲醇重整法和氨解离法等。
水煤气化法是将煤或者其他碳质材料与水蒸气反应，产生一氧化碳和氢气。
甲醇重整法是将甲醇与水蒸气经过催化反应，产生氢气和二氧化碳。
氨解离法是将氨气通过热解或者催化反应分解成氢气和氮气。
化学反应法制氢技术具有原料丰富、反应条件温和等优点，但也存在一些问题，如催化剂的选择和废物处理等。
四、其他方法除了上述的常见制氢技术路线，还有一些其他的方法正在研究和发展中。
例如，光解水法是利用光能将水分解成氢气和氧气。
光解水法具有能源可持续性和环境友好性的优势，但目前仍需要克服光催化剂的稳定性和效率等问题。
此外，生物制氢也是一个备受关注的领域，利用微生物代谢活性产生氢气。
生物制氢具有废物利用、低温条件等优点，但需要克服微生物活性和废物处理等问题。
结论：制氢技术路线多种多样，每种方法都有其优缺点。
核能高温蒸汽耦合甲烷制氢技术
核能高温蒸汽耦合甲烷制氢技术
核能高温蒸汽耦合甲烷制氢技术，是一种利用核能的高温蒸汽来驱动甲烷制氢反应的技术。
该技术的基本原理是将高温蒸汽与甲烷进行反应，使甲烷分解生成氢气和固体碳。
这个过程需要高温和适当的催化剂来促进反应的进行。
核能高温蒸汽耦合甲烷制氢技术具有以下几个优点：
1. 高温蒸汽作为能源，可以提供足够的热量来驱动反应，使制氢过程更加高效。
2. 制氢反应产生的固体碳可以被回收利用或进行二次利用，减少了废弃物的产生。
3. 核能作为清洁能源，使用核能来驱动制氢反应可以减少对化石燃料的依赖，降低碳排放。
然而，核能高温蒸汽耦合甲烷制氢技术也面临一些挑战和限制：
1. 高温蒸汽的生产需要大量的能源，对核能的稳定供应和安全性提出了较高的要求。
2. 反应过程中的催化剂选择和反应条件的优化也是技术上的难题，需要进一步的研究和开发。
3. 核能的应用和推广也面临舆论、安全和政策等方面的挑战。
总的来说，核能高温蒸汽耦合甲烷制氢技术具有很大的潜力，可以为氢能产业的发展提供清洁、高效的制氢方法。
但是在实际应用中仍需要克服一些技术和环境方面的问题，同时也
需要综合考虑安全性、经济性和可持续性等因素。
制氢技术比较及分析
制氢技术比较及分析氢是一种清洁的能源，被广泛认为是未来能源发展的方向。
然而，氢的制取过程以及使用后的储存和运输方式都存在着不少的技术难题。
随着科技的发展，氢的制取技术也在不断地进步。
本文将对目前主流的氢气制取技术进行比较及分析。
1. 蒸汽重整法蒸汽重整法是制氢的传统方法，也是应用最广泛的方法之一。
它是通过把烃类和水蒸气加热至高温下催化反应，生成一氧化碳和氢的混合气体。
这个混合气体再经过一系列的反应和处理得到高纯度的氢气。
蒸汽重整法的优点是工艺成熟，在实际应用中相对稳定可靠，并且使用的原材料价格相对低廉。
但是，它的缺点也很明显，主要是需要大量的能源和水。
此外，还会产生大量的二氧化碳等排放物，对环境造成一定的污染。
2. 水电解法水电解法是另一种常用的氢气制取方法。
它是将电能转化为化学能，在水中加入电能使水分解，生成氢气和氧气。
水电解法的优点是不需要任何燃料，不会产生任何二氧化碳等污染物，对环境友好。
并且，水可以循环利用，以及可以轻松地调节氢气产量。
但是，水电解法仍然存在一些问题，例如需要大量的能量投入，电能成本高昂，以及需要使用贵金属做催化剂。
3. 光电解法光电解法是一种新型的氢气制取方法，它结合了太阳能与水电解技术。
这种方法利用太阳光电转换，为水电解提供所需的电能。
目前，大多数光电解方法都是基于半导体光电催化剂实现的。
光电解法的优点是使用的原材料和能源都很丰富，不会产生任何污染物，还可以同步获得电能和氢气。
但是，光电解法还存在诸多技术难题，如光电催化剂的稳定性，以及光电元件的成本问题。
4. 生物法生物法是生物技术和化学工程的结合，通过利用特定的类固醇产生酶、菌株、细胞工程等新的生物技术，使有机物在具有生物催化剂作用下发生反应，得到氢气的方法。
生物法的优点是使用的原材料来源多样，使用的能源相对低，不会产生任何污染物。
但是，生物法的技术难度较大，在实际应用中存在一定的限制。
，不同的制氢技术都有其各自的优缺点。
一种甲烷水蒸气重整制氢的方法
一种甲烷水蒸气重整制氢的方法随着全球经济的发展，能源问题越来越受到人们的关注。
然而，传统的能源资源日益枯竭，加之环境污染问题的严重性，使得人们开始寻找新的能源解决方案。
氢能作为一种清洁、高效的新能源，备受关注。
甲烷水蒸气重整制氢是制备氢能的一种重要方法，本文将详细介绍这一方法的原理、工艺流程、优缺点以及未来发展方向。
一、原理甲烷水蒸气重整制氢是指利用甲烷和水蒸气在催化剂的作用下反应生成氢气、二氧化碳和一氧化碳的化学反应过程。
反应式如下： CH4 + H2O → CO + 3H2CO + H2O → CO2 + H2该反应过程需要在高温高压下进行，通常采用催化剂来加速反应速率，同时减小反应温度和压力。
目前常用的催化剂有镍基催化剂、铜基催化剂、钯基催化剂等。
二、工艺流程甲烷水蒸气重整制氢的工艺流程主要包括预处理、重整反应、气体分离和后处理四个步骤。
1.预处理预处理是为了去除甲烷中的杂质和水中的硫化物等杂质，以保证反应过程的纯度。
预处理过程包括甲烷脱硫、水脱盐、水脱碳等。
2.重整反应重整反应是指将预处理后的甲烷和水蒸气在催化剂的作用下进行反应，产生氢气、二氧化碳和一氧化碳。
反应温度一般在800-1000℃之间，反应压力一般在2-5MPa之间。
3.气体分离气体分离是指将反应产生的氢气、二氧化碳和一氧化碳分离出来。
分离过程一般采用吸附分离法、压力摩尔分数逆渗透法等。
4.后处理后处理是指对分离出来的氢气进行精制和储存。
精制过程包括压缩、干燥、除氧等。
储存方式一般有压缩储存、液态储存、吸附储存等。
三、优缺点甲烷水蒸气重整制氢的优点在于：1. 可以利用廉价的甲烷作为原料，成本较低。
2. 产生的氢气纯度高，可达99.99%以上。
3. 可以同时产生高纯度的二氧化碳和一氧化碳，具有一定的经济效益。
4. 生产规模可以灵活控制，适用于小规模和大规模生产。
甲烷水蒸气重整制氢的缺点在于：1. 生产过程中会产生二氧化碳和一氧化碳等有害气体，对环境造成污染。
制氢的全部方法范文
制氢的全部方法范文制氢的方法可以分为物理法、化学法和生物法三大类。
下面将详细介绍这三大类方法及其具体的反应原理。
一、物理法1.蒸气法：利用高温或高压下水蒸气和金属（如锌、铝）反应生成氢气。
反应原理为：Zn+H2O→ZnO+H2↑Al+H2O→Al2O3+H2↑2.热分解法：通过高温热分解水来制取氢气。
传统的热分解法通过使用煤、天然气等能源进行加热，使水分解成氢气和氧气。
反应原理为：2H2O→2H2↑+O2↑3.光解法：利用光能将水分解成氢气和氧气，常见的光解法有光电化学法和光化学法。
光电化学法通过光电效应产生充足的电子来分解水，而光化学法则利用光能激发一些光敏催化剂来促进水的分解。
二、化学法1.碱金属与水的反应：碱金属（如钠、钾、锂）与水反应生成氢气和相应的碱金属氢氧化物。
反应原理为：2Na+2H2O→2NaOH+H2↑2K+2H2O→2KOH+H2↑2.化学还原法：通过一些化学物质的还原作用使水分解成氢气和相应的化合物。
常见的还原剂有铝（Al）和钠硼烷（NaBH4），反应原理为：2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑2NaBH4+2H2O→2NaBO2+4H2↑3.酸与金属的反应：例如盐酸与锌的反应，生成氢气和相应的盐酸盐。
反应原理为：Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑4.水电解法：通过将电能直接或间接转化为化学能，使水电解生成氢气和氧气。
一般选用铂、钨等材料作为电极催化剂。
反应原理为：2H2O→2H2↑+O2↑三、生物法1.生物发酵法：利用厌氧菌或光合细菌等微生物通过代谢水分解产生氢气。
常见的生物发酵法有生物电解发酵法、生物光解发酵法和生物气体发酵法。
反应原理为：2H2O→2H2↑+O2↑2.生物能量转换法：通过植物吸收光能进行光合作用，生成氢气。
利用藻类、细菌或绿色植物等进行生物能量转换反应，产生氢气。
反应原理为：2H2O→2H2↑+O2↑以上是制氢的一些主要方法，每种方法都有着自身的特点和适用范围，并且随着科技的进步，制氢技术也在不断发展和改进。
制氢可研报告
制氢可研报告
随着环境保护意识的增强和可再生能源的发展，制氢技术备受关注。
本报告将从制氢技术的原理、应用领域、优势与劣势等方面进行探讨，旨在全面了解制氢技术的现状和未来发展趋势。
一、制氢技术的原理
制氢技术主要有水电解、热化学法、生物法和光催化法等几种方式。
其中，水电解是目前应用最为广泛的方法，通过电解水分解成氢气和氧气。
热化学法则是利用高温反应使水蒸气分解产生氢气。
生物法则是利用微生物代谢产生氢气。
光催化法是通过催化剂吸收光能使水分解产生氢气。
二、制氢技术的应用领域
氢气作为一种清洁能源，具有广泛的应用领域。
首先是燃料电池汽车，氢燃料电池汽车具有零排放、续航里程长等优势，是未来汽车发展的趋势。
其次是工业生产，氢气可用于金属加工、化工生产等领域。
此外，氢气还可以用于航空航天、能源储存等领域。
三、制氢技术的优势与劣势
制氢技术作为一种清洁能源生产方式，具有很多优势。
首先是零排放，不会产生二氧化碳等有害气体。
其次是可再生性，水是制氢的原料，氢气是可再生能源。
再者是高效性，制氢技术在不断提升，能源转化效率逐渐提高。
然而，制氢技术也存在一些劣势，如能源
消耗较大、成本较高等问题，需要进一步研究和改进。
制氢技术是一种具有巨大潜力的清洁能源生产方式，其应用前景广阔。
随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，相信制氢技术将在未来发挥越来越重要的作用，为人类创造更清洁、更可持续的能源未来。
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高温水蒸气制氢结论 实验结果表明不同温度条件下，每kg生物质的氢产率从800oc的 ZI.glgHZ增加到9500e的71.63gH2。不同水蒸气流率下CO平均浓度随着蒸气流率的增加 略有增大，气体平均热值在 11.87一12.04kJ/m，范围变化，水蒸气流率为20.2g/min时的氢气 产率最大。随着生物质给料粒径的减小，气体产率和气化效率均减小。 研究了连续进料模式下的生物质高温水蒸气、高温空气气化重整实验，以多孔 陶瓷为重整介质，分别研究了气化温度、水蒸气与物料之比(S旧)、当量率(ER)、 重整室温度以及有无多孔陶瓷重整对气化产气的影响，研究了多孔陶瓷重整的焦油去除 特性。实验结果表明，高温反应条件有利于气化反应的进行及HZ的生成。以水蒸气与氧 气联合气化中，最优当量率为0.05。随着S忍的增大，HZ浓度表现出增大的趋势，2.05是 比较理想的S忍值。在重整温度为SO0oC时HZ浓度最高。多孔陶瓷重整对焦油具有明显的 去除作用，焦油的TOC的转化率为29.93一50.31%。以空气为气化剂时，随着反应温度的 增加，气化产气中CO浓度增大并占有较大比例，而产氢率及气体LHV随温度的增大而 增大;随着ER值的增大，CO浓度逐渐减小，而COZ浓度则逐渐增大，气体热值显著降 低。生物质能占世界能源总消耗的14%，仅次于石油、煤炭和天然气，位居第4[7]。世 界上生物资源丰富，形式多样。不同国家单位面积生物质的产量差异很大，但地球上生 物质数量庞大，种类繁多，每个国家都有某种形式的生物质存在，通常包括以下几个方 面:(l)农业废弃物;(2)林业废弃物;(3)禽畜粪便;(4)城镇生活垃圾、工业 废渣和废水;(5)水生、油料植物等等。我国是一个农业大国，据统计中国农作物秸 秆产量达0.57Gt，我国每年生产的农作物秸秆总量约占全世界秸秆总量的20一30%Is]。我 国的主要生物质资源包括农业废料、林业和木制品业边角料以及城市垃圾。我国的农业 废料分布得非常广泛。其中，秸秆可以用来生产能源，每年的潜力可以达到约 1.54亿t 标准煤。从中长期来看，林业具有每年供能3.1亿t标准煤的潜力。此外，农产品加工 废料以及畜牧场的有机肥料在理论上每年也可以生产800亿m3的沼气。城市垃圾可以提供160亿m，左右的垃圾掩埋气。预计到2010年达到3oGW川。表1.1为我国主要生物质能资木生物质和畜禽粪便占生物质总量的97.05%。 。当前国内外生物质热解的研究方法主要有:快速热 解、慢速热解[42]、催化热解和共热解I’31。 快速热解是当前应用最多的热解方法之一。快速热解是一种高温处理过程，它采用超高加热速率(102一1了玲s)、超短产物停留时间 (0.2一3.05)及适中的裂解温度，使生物质中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子，使焦炭和产气降到最低限度，通过热化学的方法，将原料直接裂解为粗油，最大限度获得液体产品(生物油)。生物油为棕黑色勃性液体，热值达20一22MJ瓜g，可直接作为燃料使用，也可经精制成为化石燃料的替代物l4s〕。因此，随着化石燃料资源的逐渐减少，生物质快速热解液化的研究在国际上引起了广泛的兴趣。‘漫速热解 生物质慢速热解是指升温速率一般在5一7K/min的热解反应。慢速热解产生的可燃气 体和焦油量较少，而会产生较多的焦炭。因此很多慢速热解工艺被用来进行焦炭的生产。 日本、拉脱维亚等国开展的利用甘蔗渣生产焦炭，焦炭产率为23一28%【，2]。影响慢速热解 产物产率的因素主要有热解气氛、热解终温、颗粒粒径、升温速率以及反应器类型等。 焦油的产率以及品质在很大程度上依赖热解温度。温度是影响慢速热解的因素之一，有
生物质气化技术是生物质资源化处理的重要方法之一。国内外大量学者己经开展了 生物质气化的研究，取得了大量的研究成果。气化气，焦油是生物质气化的主要产物， 追求高热值的气化产气热值，以及较低的焦油排放是生物质气化的目的之一 对于不同的生产目的，以及从能源角度考虑，不同气 化剂用来生产不同组分的气化气，比如以空气、氧气、水蒸气及其混合气体。空气作为 廉价的气化剂可用来进行生物质气化生产，但由于大量的氮气的存在，严重降低了生物 质气的热值，另外从系统中带走大量热量。氧气作为气化剂可大大提高生物质气的热值， 但是昂贵的价格造成了成本的上升。水蒸气作为气化剂可以大大提高气化产期中的HZ 含量，但是水蒸气气化过程中的一系列吸热反应，造成气化反应区热量的大量消耗。人们将生物质气化 从对可燃气体产量及热值的追求，逐渐向生物质气化制氢方面转移。1998年美国的夏威 夷大学的Tuml’30]在实验室规模流化床上，开展了生物质气化制氢实验。考察了不同实验参数对气化产氢率的影响，主要有反应器温度、空气当量比(ER)及水蒸气对生物质 之比(s旧)，提出了氢产能的概念。·同年意大利拉奎拉(uAqulla)大学的RaPa，直l’29] 研究了生物质流化床气化以及二次催化研究，利用一个带有催化剂的二次反应气对气化 气体进行催化重整，获得了2m3瓜g生物质的气化产气以及氢气浓度为60%以上的氢气。
目前生物质气化技术中采用的气化介质主要有4种:空气气化[川，’8’l、富氧气化〔’43]、 空气一水蒸气气化[’20]和水蒸气气化[’28]。4种气化方式相应的气体产物组成见表 1.5所示 [’72]。前3种气化方式所需能量由部分生物质气化炉内燃烧自给，水蒸气气化需要额外 能量。空气气化所需的设备简单，操作和维护十分简便，运行成本低。但由于空气中含 有大量的氮气，造成了大量的热量损失，不利于气化反应的进行。另外，气化产气中大 量氮气的存在，导致气体热值降低。为了获得较高的气化温度，往往需要输入大量的空 气，这也造成了气化燃气品质的下降。 富氧气化可以很容易达到较高的气化温度，有利于气化反应的进行，增加燃气热值， 但由于氧气成本较高，使运行成本大大增加。氧气气化产物中HZ/CO约为1，且N:的 含量很低，适用于很多氧化合成反应等〔’“21。 水蒸气气化需由额外能量(电能或燃油、燃煤等)在高压锅炉内产生高温(大于700OC) 的水蒸气，高温的水蒸气在气化炉内与生物质混合后发生气化反应。但高温水蒸气的获 得非常困难，需增添设备及维护费，导致生产成本增加。纯氧一水蒸气气化有利于合成 甲醇。空气一水蒸气气化结合了空气气化设备简单、操作维护简便以及水蒸气气化气中 H:含量高的优点，用较低的运行成本得到1产成本较低，适合于其他化学品的合成，如纯蔡的生产、费托合成(Fisher-Tropsh)等 [183]，是较理想的气化介质。 S旧的影响 S/B是指气化过程中的水蒸气与生物质之比，它影响气化过程的另一个重要的因素。 在气化反应中为了改善燃气品质增加气体热值，以及为了制取富氢燃气，往往以水蒸气 作为气化介质。水蒸气作为气化介质有几个特点:(l)水蒸气参与反应可以大大提高 气化产气中的氢气含量;(2)可以改善燃气品质，增加燃气热值;(3)由于水蒸气参 与的反应大多为吸热反应，因此需要和氧气混合使用，或者增加外来能源。 Hu[”9]发现S忍比值对HZ的产量和产能有重要影响。他研究了S瓜在O一0.8范围 内，生产量和产能增加明显。但S旧 =I.2比0.8时有较小的降低，实验范围内，其他气 体，CO、CO:和CH4变化较小。 Wei[’33]对大豆秸秆和松木屑进行了气化研究。实验表明，随着S旧的增加产气量也 随着增加，但焦油和焦炭则出现较小的减少。原因是在生物质热解的过程中，加油和焦 炭在水蒸气的作用下发生重整反应，另外水蒸气对焦油和焦炭进行了还原，增加的气体 产量来源于焦油的重整、裂解和焦炭的气化反应，在高S忍时，气体产量接近常量。这 个结论和大多文献的基本一致[，，0，，，‘，，，0，143，189]。 气化气重整工艺 生物质气化重整是指对气化产生的燃气以及燃气中的焦油成分进行二次催化裂解 反应，使气化燃气成分发生改变，增加燃气热值，改善燃气品质，减少燃气中的焦油成 分。为了改善燃气组成，裂解焦油成分，增加HZ、CO等可燃气体成分，通常在二次重 整反应过程中添加水蒸气，为了促进反应的进行，以及增强焦油的去除率，往往在固定 床反应器中添加催化剂。 在气化产气的重整过程中，催化重整是一种常用的方法。从20世纪80年代起，很多 学者开始关注生物质气化催化问题。生产一种清洁的无焦油存在的生物质燃气是生物质 气化追求的目标，也成为很多学者致力于发展气化催化的动力之一。报道的文献主要来 源于两个方面，一是实验规模反应器，二是工业规模气化炉。对催化剂的研究随气化炉 进料模式的设计而变化，但催化剂评价的基本标准可总结如下[’90]: (l)必须能有效去除焦油; (2)如果目标气为混合燃气，那么催化剂必须可以对C场有重整作用; (3)催化剂可形成适当比例的合成气成分以进行进一步的利用; (4)催化剂对碳的覆盖具有一定的失活耐性并具有一定的耐结焦性: (5)催化剂应该坚固，不以破碎，有良好的再生性，并且廉价。 对碳氢化合物的催化分解也是燃气净化的方法之一，催化剂用来净化气体成分和改 大连理工大学博士学位论文 善燃气组分。粗燃气通过流化床或者固体床中的催化剂表面，气体中的碳氢化合物在催 化剂表面再水蒸气的作用下根据反应 (l.4)或何反应 (l.5)进行重整以产生HZ和CO。 在重整过程中可添加水蒸气或者coZ【’9，]。 。nHm+nHZo。。eo+(n+吮卜 enHm+neoZ0Zeo+(mA卜2 (1.4) (1.5) 气化过程中用于生物质转化的催化剂可分为两大类别，一类是气化前直接添加在生 物质中，这类催化剂参与的反应见表1.6。这类催化剂的主要目的是减少焦油含量并对燃 气中的C氏和q一C3类碳氢化合物有一定影响。这类催化剂的作用主要为:1)降低热解气 化反应温度，减少能耗;2)减少气化剂的投入;3)进行定向催化裂解，促进反应平衡， 得到更多的目标产物I’92]。第二类催化剂主要用于独立的二次重整反应器中，通过调整