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废弃生物质的热化学处理技术:化蛹成蝶造氢能【ag真人】
2021-04-24 [94859]
本文摘要:废弃生物质的热化学处理技术正受到越来越多的关注。

废弃生物质的热化学处理技术正受到越来越多的关注。氢气是一种高级清洁能源,是生物质热化学处置最重要的产品。

废弃生物质热化学处理技术在中国化工网得到越来越广泛的关注。正如unnc高级研究员吴涛所说:“在更保守的条件下,利用工农业生产中产生的生物质残渣高效、经济地生产氢气,是生物质残渣高价值利用的主要手段之一,具有极高的工程价值。

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”(Chem234.COM)氢是一种新型替代能源,其能效低于其他制氢路线。废弃生物质制氢不仅可以构建零CO2排放,解决化石燃料短缺和消耗过程中的温室效应问题,还可以防止废物本身的无害化处置。吴昊解释说:“从能量转化效率来看,50%的生物质余热需要转化为氢产品,低于其他制氢技术路线。

”美国的技术经济评价结果也指出,就目前的技术水平而言,生物质制备燃料乙醇的回用投资相对较小,而加热转化制氢的投资相对较小,但就运行成本而言,制氢具有显著优势,目前的问题是如何降低设备投资。目前美国生物质制氢成本约为6美元/加仑,下一步是降低50%。他告诉记者,有许多方法可以生产氢气。

电解水是一种大规模生产氢气的方法。而水分子中的氢原子和氧原子紧密结合,在电解过程中消耗了大量的电能,超过了氢自燃产生的热量。

化石燃料制氢的其他方法,如天然气催化剂蒸汽重整,性能较好,但其原料是不可再生能源,制氢过程不会造成环境污染。因此,废弃生物质是一种可持续的制氢原料。虽然其能量密度较低,资源更集中,但其利用潜力相当大。

科学家们仍在探索从可再生废弃生物质中生产氢气的方法,生物质浸渍耦合催化重整技术是一种有前途的方法。一般过程如下:将生物质缓慢降解转化为热值约为22MJ/kg的生物油,生物油中还含有酚、醛、酸等成分,然后用蒸汽对生物油进行催化重整,生成以氢气和一氧化碳为主要产物的合成气。浸渍过程中产生的残余碳和可燃气体可以自燃,以获得浸渍过程的能量。根据可行性计算,如果不使用木屑作为原料,100克生物油可以获得多达17克的氢气,与石脑油和天然气从900到1100的转化温度相比,生物油气化制氢的降解温度仅为650到850,从而降低了催化重整过程中的能耗。

“可以说,通过浸渍耦合催化重整技术将生物质转化为易储存、难运输、低能量密度的生物油是构建生物质高效大规模利用的主要途径之一。”吴涛回答说。

据了解,这条技术路线是美国可再生能源国家实验室于1993年首次明确提出的。此后,世界各地相当数量的学者积极开展了大量的研究。

前不久,美国科学家根据废弃生物质资源的特点,专门开发了一种小型移动式分布式车载设备,可用于构建废弃生物质的小规模集中处置。在国内,吴涛的研究小组做了大量的研究工作,并取得了一些进展。

催化剂的改进是研究的重点。吴涛指出,与现有的生物质制氢技术如流化床气化和固定床制氢相比,生物质浸渍耦合催化重整制氢的优点是不需要空气分离装置,从而降低了成本,大大提高了经济性;热值af “现在必须做的是进一步测试和完善技术的可靠性和经济性,同时开发高效的催化剂技术。”他特别强调。吴涛的研究小组主要使用锯末和稻草作为生产氢气的原料。

大量研究结果表明,不同生物质原料的反应差异不太显著,是一个将生物质制成生物油,然后制氢的两步过程。应该说浸渍技术总体上已经比较成熟,但是生物油中的高含氧量使其处理的可玩性降低,这对重整过程中的催化剂是一个很大的挑战。国内外科学家对该工艺催化剂选择性的研究证实,不同催化剂扣除的产品也不同。

他认为,目前工业上对生物油催化重整过程中催化剂的研究主要集中在催化剂的活性和选择性上,也涉及到工业化过程中催化剂的寿命和再生问题。虽然已经积极开展了大量的研究工作,但最重要的突破仍然很少。另一方面,制氢反应器的研究也很重要。目前主要以水相和气相为主。

水相反应器的研发比较多,但气相反应器的能量转换效率更高,研发上花的功夫也少。


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