生物油理化特性分析及其蒸汽重整制氫研究.pdf

1、氫氣是是一種清潔能源，燃燒過(guò)程只產(chǎn)生水，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，而且氫氣的熱值是目前所有燃料中最高的。通過(guò)生物油水蒸氣重整制取氫氣，是將生物油與水蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的一種非常有前途的方法，本文對(duì)研究中心制備的生物油進(jìn)行了重整制氫研究。
　　本文首先分析了玉米秸稈生物油的物理化學(xué)性質(zhì)，研究了生物油的pH、固體含量、灰分、熱值、密度等性質(zhì)，利用GC-MS分析了生物油的成分，研究發(fā)現(xiàn)：以玉米秸稈作為原料產(chǎn)生的新鮮生物油pH值約為4.0，隨著放置

2、時(shí)間的延長(zhǎng)其值有所下降；生物油固體含量在0.2-0.6wt％之間，與柴油（＜0.5wt%）相比固體含量偏大；生物油中灰分含量較低，研究中心所制備的生物油的灰分含量均小于0.1%；密度值約為1.0kg/dm3，比柴油和汽油約高0.2kg/dm3；生物油成分非常復(fù)雜，主要成分有乙酸、羥基丙酮、乙醛和呋喃等。玉米秸稈類(lèi)生物油有比較明顯酸性，而乙酸是主要的酸性成分，同時(shí)乙酸本身具有非易燃易爆的性質(zhì)，相比于甲醇和乙醇，它是一種較安全的氫載體。

3、r>　　基于此本文對(duì)生物油主要組分乙酸進(jìn)行了蒸汽重整制氫過(guò)程的熱力學(xué)模擬分析，結(jié)果表明溫度對(duì)乙酸水蒸氣重整制氫反應(yīng)有顯著影響，升高溫度有利于反應(yīng)的進(jìn)行，H2產(chǎn)率隨溫度升高提高明顯，超過(guò)一定溫度后H2產(chǎn)率略呈下降趨勢(shì)，以氫氣產(chǎn)率和選擇性為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，最佳反應(yīng)溫度區(qū)間為500℃-700℃；水碳比對(duì)反應(yīng)有較大影響，H2和CO2的量隨著水碳比的增大而增加顯著，當(dāng)水碳比超過(guò)6:1后增加幅度明顯減小；增大壓力導(dǎo)致H2的產(chǎn)率和選擇性降低，同時(shí)致使CH4

4、的選擇性增大。
　　在自制固定床反應(yīng)器上進(jìn)行了乙酸和生物油水蒸氣重整制氫的實(shí)驗(yàn)研究，主要探索了反應(yīng)溫度、催化劑中鎳含量對(duì)產(chǎn)氣中H2、CO、CO2、CH4的含量和選擇性的影響，研究發(fā)現(xiàn)：相同條件下的生物油重整反應(yīng)產(chǎn)氣量比乙酸水蒸氣重整反應(yīng)的產(chǎn)氣量大，溫度為400℃時(shí)的產(chǎn)氣總量與溫度較高時(shí)的產(chǎn)氣量相差不大，且H2占主總產(chǎn)氣量的45%左右，溫度為500℃、600℃和700℃時(shí)產(chǎn)氣量增多，產(chǎn)生的H2量明顯上升且占據(jù)氣體總量的55%-75%