CO2吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加CO2吸附剂的催化热解研究.结果表明:CO2吸附剂CaO和Ca(OH)2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动.添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca(OH)2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现.同时,Ca(OH)2在催化热解过程产生的H2O可作为生物质二次反应和水煤气变换反应(WGS)的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量.     

改性白云石在生物质制氢中的催化作用

文章对改性白云石作为催化剂进行了研究,考察了白云石、镍/改性白云石催化剂、镍/介孔改性白云石催化剂对氢气和H2 CO在产物气中的含量及氢气产率的影响。并以氢气产率为评价指标对三种催化剂的寿命进行了比较。试验结果表明无论在催化活性、强度和寿命方面镍/改性白云石和镍/介孔改性白云石相对于白云石都得到了很大的提高。镍/改性白云石和镍/介孔改性白云石是生物质催化气化制氢较好的催化剂。     

加压流化床中影响生物质气化气组成因素的研究

以加压流化床为反应器,锯末为原料,通过测定生物质空气气化产物的组成及其随反应条件变化的规律,确定了生物质结构与生物质气化气组成的关系。在700~850℃的温度范围内,以50℃为增量,考察了温度对气化产品气的影响。结果表明:CO是生物质气化的主要产物,在700~850℃的范围内,CO含量迅速升高,同时H2、CH4和烃类气体(包括CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H6、C3H8)的含量也有升高,CO2的含量先升高后降低。生物质加压空气气化的实验中,压力从0.5 MPa变化到1.7 MPa,随着压力升高,CO2的体积分数上升,而CO和H2的体积分数下降,CH4和烃类气体的体积分数随压力的升高有上升趋势。生物质空气-水蒸气气化的实验中,水蒸气与生物质质量比mS/mB从1.1变化到2.6,随着mS/mB的升高,CO2,H2的体积分数均有所上升。反应结果表明,升高温度有助于生物质转化为气体;而压力越高越有利于CH4等烃类气体的生成,且随着压力的升高,反应器的处理量增大,反应程度加深;水蒸气的加入,减少了空气的消耗量,并生成了更多的H2及碳氢化合物,改善了产品气的质量。     

生物质焦油的催化脱除及气化气制氢

结合作者在依阿华州立大学可持续环境技术中心的合作科研，介绍了生物质气化、焦油的催化转化及制氢的实验结果。生物质焦油的催化脱除，由一个保护床和转化反应器组成的高温催化气体净化装置完成；生物质气化气要实现高氢浓度的转化，需要通过水煤气变换反应将CO转化为H2。     

煤与生物质共超临界水催化气化制氢的实验研究

在压力为20～25MPa、停留时间为15～30s、：NaOH添加量(质量分数)为0．1％、反应器外壁温度为650℃的条件下，对煤与生物质的模型化合物羧甲基纤维素钠(CMC)在超临界水环境中的催化气化制氢性能进行了研究，探讨了物料浓度、压力以及停留时间对煤与CMC共气化制氢的影响．实验结果表明：煤与CMC二共超临界水催化气化制氢的主要气体产物是H2、CO2和CH4，H2的体积分数可高达60％以上；增加物料浓度、升高压力有利于提高产氢率，但延长停留时间不利于氢气的制取．     

污泥微波热解过程中CaO,ZnCl_2和水蒸气对富氢气体生成特性的影响

在单模微波反应炉中进行了污泥高温微波裂解试验,考察了CaO,ZnCl2和水蒸气对H2,CH4,CO2和CO污泥热解气组分的影响规律及影响机理.研究结果表明,在800~950℃高温条件下,引入CaO或者ZnCl2均能促进热解气中H2体积分数的提升.当CaO和DS(干基污泥)质量比从0增至1∶4时,H2的体积分数从34%提升至39.5%,然而,进一步提高CaO和DS的质量比对H2体积分数的影响并不显著.ZnCl2的效果较CaO更为显著,当ZnCl2和DS质量比从0增至1∶2时,H2的体积分数从34%提升至47.5%.高温微波热解过程中引入水蒸气有利于富氢气体的生成,在800~950℃条件下,引入0.69g/min的水蒸气时,H2体积分数达到50%,提高了49.2%.研究还表明,CaO或ZnCl2与水蒸气进行联合催化气化时,在促进富氢气体生成方面优于催化剂或水蒸气单独作用下的效果.     

生物质/煤超临界水气化制氢的主要影响因素

以羧甲基纤维素钠(CMC)/华亭烟煤的超临界水共气化制氢为例,考察了温度(350～700℃)、压力(20～35 MPa)和物料(CMC 煤)的质量分数w(1.1%～2.0 %)等对生物质/煤共气化气体产物的影响.模拟和实验结果表明:得到的主要气体产物是H2、CO2和CH4,产气中H2的摩尔分数随温度的升高而升高,但温度升高到一定值后,H2的摩尔分数(x(H2)=67%)保持不变;随物料质量分数的增加,H2的摩尔分数减小,物料的温度和质量分数的变化对产气的作用远大于压力;制氢的适宜温度为450～550 ℃、压力为25 MPa左右、w≥15%.提出后续实验应着重提高物料在反应器内的加热速率,筛选研究在较低温度下能有效催化产氢的Ni催化剂.     

La和Ce改性Ni/Al_2O_3催化剂上生物质气燃烧

采用浸渍法制备了催化剂Ni/Ce0.5La0.5O2/Al2O3和Ni/Al2O3,运用BET和XRD对催化剂进行了表征,在石英管反应器上考察了催化剂对模拟生物质气化气(CO,H2,CH4和NH3的体积分数为3%,2%,1%和0.05%,N2为平衡气)的催化燃烧活性.结果表明,Ni和Ce以氧化物形式存在,没有检测到La的氧化物的衍射峰.虽然Ni/Ce0.5La0.5O2/Al2O3比表面积小于Ni/Al2O3,但10 Ni/Ce0.5La0.5O2/Al2O3催化剂活性优于10 Ni/Al2O3,且Ni/Ce0.5La0.5O2/Al2O3作用时燃烧产物中燃料型NOx体积分数大于Ni/Al2O3.     

超临界水中花生壳气化制氢催化剂的筛选与研究

在釜式反应装置上,以原生生物质花生壳为原料、CMC为添加剂,对不同种类的催化剂在超临界水中生物质催化气化制氢的影响进行了实验研究.温度水平选择为400℃,压力控制在22～24 Mea范围内,物料的质量分数为10%,催化剂包括ZnCl2、K2CO3、KOH、Na2CO3、NaOH、LiOH、Ca(OH)2、Raney-Ni、橄榄石和白云石.实验结果表明:各种催化剂的催化效果有很大的区别,骨架催化剂Raney-Ni的大比表面积和特殊的电子层结构,使得生物质在超临界水中较低温度条件下可以达到良好的气化效果,在所考察的几种类型催化剂中,Raney-Ni的产氢效率最高,达到28.03 g/kg,是一种极具潜力的超临界水生物质制氢催化剂.     

Ca（OH）2对污泥中制取富氢气体的影响

以城市污泥转化为富氢气体为目的,使用超临界水（SCW）间歇反应器,以Ca（OH）2为催化剂,主要考察了Ca/C摩尔比、反应温度对城市污泥在SCW条件下生成的气体组成、碳转化率以及CO2吸收率等的影响。实验结果表明,随着Ca/C摩尔比的增加,气相产物中的CO2可以得到有效固定,同时促进碳转化率和H2产率升高。在600℃、30MPa的条件下,当Ca/C摩尔比为0.6时,CO2的吸附率达到95％,H2含量比Ca/C比为0时提高14.7。随温度升高,碳转化率和H2的体积分率逐渐增加,Ca的利用率也逐渐增大。温度为680℃时,CO2吸附率达到99％,H2含量达到43.7％。Ca（OH）2的催化作用在高温下更加显著。