超臨界水中生物質(zhì)氣化制氫實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文設(shè)計(jì)并建立了一套間歇式超臨界生物質(zhì)氣化實(shí)驗(yàn)裝置。利用該裝置，在水的近臨界態(tài)和超臨界態(tài)，以葡萄糖為生物質(zhì)模型化合物，以制取氫氣為目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。選用氧化鈣為二氧化碳脫除劑，考察添加氧化鈣前后，反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)停留時(shí)間、葡萄糖初始濃度和Ca/C摩爾比等因素對氣體樣品組成和葡萄糖分解率的影響。在實(shí)驗(yàn)中，使用氣相色譜儀定性定量分析氣體樣品，通過分析反應(yīng)后液體樣品的化學(xué)需氧量(COD)值來確定葡萄糖的分解率。 首先，在純超臨

2、界水條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度和反應(yīng)停留時(shí)間是實(shí)驗(yàn)的主要影響因素。在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，反應(yīng)后的氣體樣品中氫氣和甲烷含量增加，一氧化碳含量減少，葡萄糖分解率也逐漸增加。反應(yīng)停留時(shí)間對氣體組成影響較大，當(dāng)停留時(shí)間延長，葡萄糖的分解率逐漸增加。反應(yīng)壓力在臨界點(diǎn)附近對氣體樣品組成有一定影響。當(dāng)葡萄糖初始濃度增加時(shí)，氣體組分中甲烷含量上升。 在純超臨界水條件下，較理想的制氫反應(yīng)條件為：溫度在500℃左右，壓力在臨

3、界壓力(22.5MPa)以上，濃度在2.5～5.0﹪之間，反應(yīng)停留時(shí)間在3～5min內(nèi)。 其次，為了提高氫氣的產(chǎn)量和增加葡萄糖的分解率，嘗試在實(shí)驗(yàn)中添加氧化鈣。在添加氧化鈣的情況下，反應(yīng)溫度和反應(yīng)停留時(shí)間仍然是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素。壓力在臨界點(diǎn)附近對氣化效果和葡萄糖分解率都有一定影響。當(dāng)葡萄糖的初始濃度高于5﹪時(shí)，添加了氧化鈣的葡萄糖分解率隨著濃度逐漸增大而明顯增大。 添加氧化鈣后，較理想的制氫反應(yīng)條件為：溫度在500