CN102070124A - 一种利用生物质制氢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能源领域，特别涉及一种利用生物质制氢的方法。本发明所解决的技术问题是提供一种利用生物质制氢的方法。该方法包括如下步骤：A、生物质气化；B、合成气催化变换；C、氢气分离、净化。利用各种氢气纯化法使氢气纯化，所得的氢气回收率有很大差别。金属氢化物分离法、变压吸附法和聚合物薄膜扩散法的回收率一般在70％-85％；低温分离法回收率达到95％；钯合金薄膜扩散法采用富氢原料气时，回收率可达99％。
Description
技术领域
本发明涉及能源领域，特别涉及一种利用生物质制氢的方法。
背景技术
目前，80％以上的能源与有机原料来自于化石能源。随着化石能源的枯竭及其使用所带来的环境问题的日益严重，人类将面临严重的能源危机与环境污染。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。因此，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。利用生物质制氢可以实现CO2归零的排放，解决化石燃料能源消耗带来的温室效应问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种利用生物质制氢的方法。
该方法包括如下步骤：
A、生物质气化；
B、合成气催化变换；
C、氢气分离、净化。
进一步地，生物质气化过程是将预处理过的生物质在气化介质中加热至700度以上，将生物质分解为合成气；气化介质为空气、纯氧、水蒸气或这三者的混合物。生物质气化的主要产物为H2、CO2、CO、CH4，混合气的成分组成比因气化温度、压力、气化停留时间以及催化剂的不同而不同。
进一步地，合成气催化变换过程是采用水蒸气气化合成气，使合成气催化变换，具体地，是以混合木块为气化原料，气化介质为空气，使燃烧区温度为840度以上时使合成气催化变换。
进一步的，氢气分离、净化可以采用如下方法：
(1)金属氢化物分离法：氢同金属反应生成金属氢化物的反应是可逆反应。当氢同金属直接化合时，生成金属氢化物，当加热和降低压力时，金属氢化物发生分解，生成金属和氢气，从而达到分离和纯化氢气的目的。利用金属氢化物分离法纯化的氢气，纯度高且不受原料气质量的影响。
(2)变压吸附法：在常温和不同压力条件下，利用吸附剂对氢气中杂质组分的吸附容量不同而加以分离。其主要优点是：一次吸附能除去氢气中多种杂质组分，纯化流程简单，当原料气中氢含量比较低时，变压吸附法具有突出的优越性。
(3)低温分离法：在低温条件下，使气体混合物中的部分气体冷凝而达到分离。此法适合于含氢量范围较宽的原料气，一般为30％-80％。
(4)钯合金薄膜扩散法：是根据氢气在通过钯合金薄膜时进行选择性扩散而纯化氢的一种方法。此法可用于处理含氢量低的原料气，且氢气纯度不受原料气质量的影响。
(5)聚合物薄膜扩散法：这是利用差分扩散速率原理纯化氢的方法，输出的氢气纯度受原料气含氢量和输入气流中的其他成分的影响。
利用各种氢气纯化法使氢气纯化，所得的氢气回收率有很大差别。金属氢化物分离法、变压吸附法和聚合物薄膜扩散法的回收率一般在70％-85％；低温分离法回收率达到95％；钯合金薄膜扩散法采用富氢原料气时，回收率可达99％。
具体实施方式
实施例1
A、生物质气化：将预处理过的生物质在气化介质中加热至700度以上，将生物质分解为合成气，气化介质为空气、纯氧、水蒸气的混合物。
B、合成气催化变换：以混合木块为气化原料，气化介质为空气，使燃烧区温度为840度以上时使合成气催化变换。
C、氢气分离、净化：在低温条件下，使气体混合物中的部分气体冷凝而达到分离。回收率达到95％。
实施例2
A、生物质气化：将预处理过的生物质在气化介质中加热至700度以上，将生物质分解为合成气，气化介质为空气、纯氧、水蒸气的混合物。
B、合成气催化变换：以混合木块为气化原料，气化介质为空气，使燃烧区温度为840度以上时使合成气催化变换。
C、氢气分离、净化：采用变压吸附法分离氢气，回收率为75％。
Claims (6)
1.利用生物质制氢的方法，其特征为：它包括如下步骤：
A、生物质气化；
B、合成气催化变换；
C、氢气分离、净化。
2.根据权利要求1所述的利用生物质制氢的方法，其特征为：A、生物质气化是将预处理过的生物质在气化介质中加热至700度以上，将生物质分解为合成气。
3.根据权利要求2所述的利用生物质制氢的方法，其特征为：气化介质为空气、纯氧、水蒸气或这三者的混合物。
4.根据权利要求1所述的利用生物质制氢的方法，其特征为：B、合成气催化变换是采用水蒸气气化合成气，使合成气催化变换。
5.根据权利要求1所述的利用生物质制氢的方法，其特征为：B、合成气催化变换是以混合木块为气化原料，气化介质为空气，使燃烧区温度为840度以上时使合成气催化变换。
6.根据权利要求1所述的利用生物质制氢的方法，其特征为：C、氢气分离、净化为(1)金属氢化物分离法；或(2)变压吸附法；或(3)低温分离法；或(4)钯合金薄膜扩散法；或(5)聚合物薄膜扩散法。
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| CN2009102163375A CN102070124A (zh) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | 一种利用生物质制氢的方法 |
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| CN2009102163375A CN102070124A (zh) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | 一种利用生物质制氢的方法 |
Publications (1)
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| CN2009102163375A Pending CN102070124A (zh) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | 一种利用生物质制氢的方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN102070124A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104017604A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-03 | 清华大学 | 一种生物质气化催化重整制生物氢的装置及方法 |
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2009
- 2009-11-25 CN CN2009102163375A patent/CN102070124A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110525 |