超临界水中褐煤制氢过程研究

摘要

氢能源被认为是21世纪的理想能源.氢能利用的关键问题之一是大规模廉价制氢技术的开发.由于我国的石油和天然气资源相对匮乏,而煤炭资源储量较为丰富.因此,在未来相当长的一段时间内,煤气化仍然是大规模制取氢气的主要途径之一.目前,常规气化用煤主要是高阶煤如烟煤等,含水量大、热值低的褐煤、泥煤等利用较少,主要原因是其必须经过高能耗的干燥过程.此外,常规气化过程得到的是H2、CO和CO2为主的混合气,需要通过净化、变换和分离工艺才能得到氢气,因此,常规煤气化工艺比较复杂.利用超临界水(SCW,Supercriticalwater)作为低阶煤制氢介质,可以免去干燥过程,煤的热解、气化、净化、变换和分离过程在同一个反应器中完成,因此工艺过程简单;反应介质为水,成本低且易获取,热水可重复利用且无环境污染问题.Lin等首次报道了NaOH催化下Ca(OH)2和煤混合物在SCW中气化制氢的试验结果.本文以小龙潭褐煤为反应原料,依次经SCW热解、和气化制氢两个阶段进行反应,探讨KOH、CaO对煤热解、气化的影响,并与相同温度下的常压水蒸气气化过程进行了对比.