生物質(zhì)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(zhì)是將來最具前景的。生物質(zhì)氣化已成為最具前景的制氫技術(shù)。
　　 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(zhì)(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(jié)果表明：硫酸處理的生物質(zhì)去除了其中的半纖維素并改變了木質(zhì)素的化學(xué)結(jié)構(gòu)使得木質(zhì)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(zhì)灰分中部分的堿性離子，并改進其多孔結(jié)構(gòu)促進了熱解反應(yīng)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(yīng)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(chǔ)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(shè)計的雙顆粒流化床反應(yīng)裝置，選取四種生物質(zhì)作為實驗原料，調(diào)查了氮氣氣氛下不同流化介質(zhì)(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(jié)果表明，流化介質(zhì)種類和生物質(zhì)種類對熱解產(chǎn)物的分布和收率均有影響。在惰性介質(zhì)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