生物質流化床氣化制氫大型試驗系統(tǒng)設計與運行.pdf

1、氫是一種清潔能源，它利用后產生的最終產物是水。目前，主要的制氫途徑有：電解水制氫，礦物燃料制氫，生物質制氫，其他含氫物質制氫，各種化工過程氫氣副產物的回收等幾種。由于礦物燃料的儲量有限，開采難度和危險性增加，且開采利用過程中伴隨著嚴重的污染問題，作為在應用性質上可與礦物燃料完全互為替代的唯一一種可再生清潔能源，生物質能因此受到特別的關注。我國生物質資源豐富，生物質制氫具有穩(wěn)定的資源、制氫技術工藝簡單、成本較低、能實現CO<,2>零排放等

2、一系列優(yōu)點，將成為未來氫能源的主要生產手段之一。 生物質氣化制氫一般采用循環(huán)流化床或鼓泡流化床作為氣化反應器，催化劑為鎳基催化劑或較為便宜的白云石/石灰石等。本課題在分析各種可能的制氫途徑基礎上，歸納總結了生物質制氫的各種技術并進行了討論，同時介紹了制氫常用的催化劑。通過對比分析，指出由生物質催化熱解-氣化進行富氫氣體制取是很有發(fā)展前景的一種制氫方法。 在此基礎上，進行了翔實的理論計算和模擬推導及試驗系統(tǒng)設計優(yōu)化，確定了

3、生物質流化床兩級制氫綜合試驗系統(tǒng)的流程和冷、熱態(tài)試驗的方案，并完成了流化床大型試驗系統(tǒng)的設計、建造、冷態(tài)調試與測試、熱態(tài)試運行及熱態(tài)初步試驗。該試驗系統(tǒng)包括：空氣與蒸汽供給系統(tǒng)、循環(huán)流化床氣化爐、催化重整反應器、冷卻與換熱系統(tǒng)、數據自動采集和計算機自動控制系統(tǒng)等。形成了完整的流化床制氫試驗體系，為課題后續(xù)的研究建立了很好的平臺。 在冷態(tài)試驗和熱態(tài)試驗中，針對不同粒徑和不同靜止床高的試驗床料，進行了一系列試驗，得出各種主要運行參數