專利名稱：一種利用生物質(zhì)制氫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源領(lǐng)域，特別涉及一種利用生物質(zhì)制氫的方法。
背景技術(shù)：
目前，80%以上的能源與有機(jī)原料來(lái)自于化石能源。隨著化石能源的枯竭及其使 用所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，人類(lèi)將面臨嚴(yán)重的能源危機(jī)與環(huán)境污染。氫是一種理想 的新能源，具有資源豐富，燃燒熱值高，清潔無(wú)污染，適用范圍廣的特點(diǎn)。制氫的方法有很 多，電解水是大規(guī)模生產(chǎn)氫的一種途徑，然而，水分子中的氫原子結(jié)合得十分緊密，電解時(shí) 要耗用大量電力，比燃燒氫氣本身所產(chǎn)生的熱量還要多，因此若直接利用火電廠供應(yīng)的電 力來(lái)電解水，在經(jīng)濟(jì)上是不可取的。各種礦物燃料制氫如天然氣催化蒸汽重整等，但其作為 非可再生能源，儲(chǔ)量有限，且制氫過(guò)程會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此，利用可再生能源，如太陽(yáng) 能、海洋能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能來(lái)制取氫氣是極具有吸引力和發(fā)展前途的。利用生物質(zhì)制氫 可以實(shí)現(xiàn)(X)2歸零的排放，解決化石燃料能源消耗帶來(lái)的溫室效應(yīng)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用生物質(zhì)制氫的方法。該方法包括如下步驟A、生物質(zhì)氣化；B、合成氣催化變換；C、氫氣分離、凈化。進(jìn)一步地，生物質(zhì)氣化過(guò)程是將預(yù)處理過(guò)的生物質(zhì)在氣化介質(zhì)中加熱至700度以 上，將生物質(zhì)分解為合成氣；氣化介質(zhì)為空氣、純氧、水蒸氣或這三者的混合物。生物質(zhì)氣化 的主要產(chǎn)物為H2、C02、C0、CH4，混合氣的成分組成比因氣化溫度、壓力、氣化停留時(shí)間以及催 化劑的不同而不同。進(jìn)一步地，合成氣催化變換過(guò)程是采用水蒸氣氣化合成氣，使合成氣催化變換，具 體地，是以混合木塊為氣化原料，氣化介質(zhì)為空氣，使燃燒區(qū)溫度為840度以上時(shí)使合成氣 催化變換。進(jìn)一步的，氫氣分離、凈化可以采用如下方法(1)金屬氫化物分離法氫同金屬反應(yīng)生成金屬氫化物的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。當(dāng)氫 同金屬直接化合時(shí)，生成金屬氫化物，當(dāng)加熱和降低壓力時(shí)，金屬氫化物發(fā)生分解，生成金 屬和氫氣，從而達(dá)到分離和純化氫氣的目的。利用金屬氫化物分離法純化的氫氣，純度高且 不受原料氣質(zhì)量的影響。(2)變壓吸附法在常溫和不同壓力條件下，利用吸附劑對(duì)氫氣中雜質(zhì)組分的吸 附容量不同而加以分離。其主要優(yōu)點(diǎn)是一次吸附能除去氫氣中多種雜質(zhì)組分，純化流程簡(jiǎn) 單，當(dāng)原料氣中氫含量比較低時(shí)，變壓吸附法具有突出的優(yōu)越性。(3)低溫分離法在低溫條件下，使氣體混合物中的部分氣體冷凝而達(dá)到分離。此法適合于含氫量范圍較寬的原料氣，一般為30% -80%。(4)鈀合金薄膜擴(kuò)散法是根據(jù)氫氣在通過(guò)鈀合金薄膜時(shí)進(jìn)行選擇性擴(kuò)散而純化 氫的一種方法。此法可用于處理含氫量低的原料氣，且氫氣純度不受原料氣質(zhì)量的影響。(5)聚合物薄膜擴(kuò)散法這是利用差分?jǐn)U散速率原理純化氫的方法，輸出的氫氣 純度受原料氣含氫量和輸入氣流中的其他成分的影響。利用各種氫氣純化法使氫氣純化，所得的氫氣回收率有很大差別。金屬氫化物分 離法、變壓吸附法和聚合物薄膜擴(kuò)散法的回收率一般在70%-85%;低溫分離法回收率達(dá)到 95% ；鈀合金薄膜擴(kuò)散法采用富氫原料氣時(shí)，回收率可達(dá)99%。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1A、生物質(zhì)氣化將預(yù)處理過(guò)的生物質(zhì)在氣化介質(zhì)中加熱至700度以上，將生物質(zhì) 分解為合成氣，氣化介質(zhì)為空氣、純氧、水蒸氣的混合物。B、合成氣催化變換以混合木塊為氣化原料，氣化介質(zhì)為空氣，使燃燒區(qū)溫度為 840度以上時(shí)使合成氣催化變換。C、氫氣分離、凈化在低溫條件下，使氣體混合物中的部分氣體冷凝而達(dá)到分離。 回收率達(dá)到95%。實(shí)施例2A、生物質(zhì)氣化將預(yù)處理過(guò)的生物質(zhì)在氣化介質(zhì)中加熱至700度以上，將生物質(zhì) 分解為合成氣，氣化介質(zhì)為空氣、純氧、水蒸氣的混合物。B、合成氣催化變換以混合木塊為氣化原料，氣化介質(zhì)為空氣，使燃燒區(qū)溫度為 840度以上時(shí)使合成氣催化變換。C、氫氣分離、凈化采用變壓吸附法分離氫氣，回收率為75%。
權(quán)利要求
1.利用生物質(zhì)制氫的方法，其特征為它包括如下步驟A、生物質(zhì)氣化；B、合成氣催化變換；C、氫氣分離、凈化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物質(zhì)制氫的方法，其特征為A、生物質(zhì)氣化是將預(yù)處 理過(guò)的生物質(zhì)在氣化介質(zhì)中加熱至700度以上，將生物質(zhì)分解為合成氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用生物質(zhì)制氫的方法，其特征為氣化介質(zhì)為空氣、純氧、 水蒸氣或這三者的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物質(zhì)制氫的方法，其特征為B、合成氣催化變換是采 用水蒸氣氣化合成氣，使合成氣催化變換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物質(zhì)制氫的方法，其特征為B、合成氣催化變換是以 混合木塊為氣化原料，氣化介質(zhì)為空氣，使燃燒區(qū)溫度為840度以上時(shí)使合成氣催化變換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物質(zhì)制氫的方法，其特征為C、氫氣分離、凈化為(1) 金屬氫化物分離法；或( 變壓吸附法；或C3)低溫分離法；或(4)鈀合金薄膜擴(kuò)散法；或 (5)聚合物薄膜擴(kuò)散法。
全文摘要
本發(fā)明涉及能源領(lǐng)域，特別涉及一種利用生物質(zhì)制氫的方法。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用生物質(zhì)制氫的方法。該方法包括如下步驟A、生物質(zhì)氣化；B、合成氣催化變換；C、氫氣分離、凈化。利用各種氫氣純化法使氫氣純化，所得的氫氣回收率有很大差別。金屬氫化物分離法、變壓吸附法和聚合物薄膜擴(kuò)散法的回收率一般在70％-85％；低溫分離法回收率達(dá)到95％；鈀合金薄膜擴(kuò)散法采用富氫原料氣時(shí)，回收率可達(dá)99％。
文檔編號(hào)C01B3/48GK102070124SQ20091021633
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者王念軍 申請(qǐng)人:王念軍