生物质制氢技术

生物质制氢技术
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生物能源

第四章 生物质制氢技术

第四章 生物质制氢技术
• §4.1 概述 • §4.2 生物质热化学转换法制氢 • §4.3 微生物法制氢

§4.1 概述
以值量计在宇宙中最普通的10种元素

• 氢的性质 • 含量为最丰富的元素 • 最环保、洁净的能源 • 所有气体中最轻的 • 热值为汽油的3倍

元素 氢 氦 氧 碳 氖 铁 氮

百万分比 750,000 230,000 10,000 5,000 1,300 1,100 1000

• 着火点低,易爆炸(体积 分数为18-65%时)


镁 硫

700
600 500

氢能的特点
• 氢是最洁净的燃料(产物为水)
• 可储存的二次能源 • 氢能效率高

氢的存在形式及制取途径
• 地球上的氢主要以其化合物,如水和碳氢化合物、石油、天然气 等形式存在
用水制氢 化石能源制氢 生物质制氢 热化学转化技术:有生物 质热解制氢、气化制氢超 临界气化制氢等方法。产 氢率和经济性是选择工艺 的关键

水电解制氢:产品纯度高, 煤制氢:生产投资大,易 操作简便,但电能消耗高 排放温室气体,新型技术 正在研发

热化学制氢:能耗低,可 大规模工业化生产,可直 接利用反应堆的热能,效 率高,反应过程不易控制 高温热解水制氢:过程复 杂,成本高

气体原料制氢:是化石能 源制氢工艺中最为经济合 理的方法,主要有四种方 法,工艺过程仍需改进 乙醇、轻质油及重油制氢 过程各有利弊

微生物转化技术:对于光 合细菌产氢,如何提高光 能转化效率是关键;厌氧 发酵制氢产率较低,先进 液体石化能源制氢:甲醇、 的培养技术有待开发



氢是一种理想的新能源,具有资源丰富,燃烧热值高,清洁无污染, 适用范围广的特点。

• 制氢的方法有很多,电解水是大规模生产氢的一种途径,然而,水分 子中的氢原子结合得十分紧密,电解时要耗用大量电力,比燃烧氢气 本身所产生的热量还要多,因此若直接利用火电厂供应的电力来电解 水,在经济上是不可取的。 • 各种矿物燃料制氢如天然气催化蒸汽重整等,但其作为非可再生能源, 储量有限,且制氢过程会对环境造成污染。 • 利用可再生能源,如太阳能、海洋能、地热能、生物质能来制取氢气 是极具有吸引力和发展前途的。

§4.2 生物质热化学转换法制氢
• 为化学工程过程 • 以生物质为原料,以氧气(空气)、水蒸气或氢气等作为 气化剂,在高温条件下通过热化学反应将生物质中可以燃 烧的部分转化为可燃气的过程 • 产物的有效成分有:H2、CO、CH4、CO2等→需进行气体 分离以得到纯氢

1、生物质催化气化制氢技术
• 生物质催化气化制氢的主要流程如下,三个过程决定最终 氢气的产量和质量,即生物质气化过程、

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