生物制氫2課件

3.生物制氫工藝3.1原料水、淀粉類、纖維素、糖蜜、有機(jī)酸、工業(yè)廢水、生活污水3.2工藝①光裂解：兩步制氫法——正常光合/缺硫厭氧產(chǎn)氫

②光發(fā)酵：廢水

發(fā)酵產(chǎn)氫

菌體利用（蛋白飼料、提取高附加值的輔酶Q、類胡蘿卜素）

達(dá)標(biāo)排放；key：控制成本----光反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、培養(yǎng)條件優(yōu)化。③暗發(fā)酵：參考沼氣發(fā)酵，排除甲烷菌。④暗-光發(fā)酵偶聯(lián)：暗發(fā)酵產(chǎn)酸產(chǎn)氫、光發(fā)酵耗酸產(chǎn)氫。⑤酶法制氫：利用體外酶系專一產(chǎn)氫，提高底物利用率。123.3氫的凈化與存儲(chǔ)34變壓吸附法（PressureSwingAdsorption，PSA）吸附→降壓解吸→逐級(jí)升壓→吸附，各塔輪換操作5膜分離技術(shù)高分子膜、金屬膜（鈀）氫通過(guò)鈀膜的分離過(guò)程①一次側(cè)（高壓側(cè)）分子氫吸附到鈀表面；②氫離解，形成原子氫；③氫原子在滲透壓作用下在膜中擴(kuò)散；④鈀的催化能量使原子氫會(huì)合成分子氫；⑤分子氫脫離膜。6加壓氣態(tài)存儲(chǔ)Key：高壓儲(chǔ)氫罐的研發(fā)。（鋁合金+碳纖維）壓縮過(guò)程能耗高。液態(tài)存儲(chǔ)熱分層（引起爆炸）；不能長(zhǎng)期保存。通過(guò)高壓氫絕熱膨脹實(shí)現(xiàn)：加壓→冷卻→膨脹→液化。Key：絕熱；910吸儲(chǔ)材料儲(chǔ)氫物理吸附材料（多孔材料——吸附、晶格吸儲(chǔ)——石墨、合金）化學(xué)反應(yīng)材料（金屬，催化可逆吸氫）高壓氫氣與吸儲(chǔ)材料復(fù)合式儲(chǔ)氫11無(wú)機(jī)儲(chǔ)氫材料3NaAlH4Na3AlH6+2Al+3H2(3.7wt%)Na3AlH6NaH+Al+1.5H2(1.8wt%)Li3N+2H2Li2NH+LiH+H2(5.2wt%)Li2NH+2H2LiNH2+LiH(6.5wt%)鋁氫化物酰胺與酰亞胺材料12有機(jī)氫化物材料133.4生物質(zhì)的熱化學(xué)處理生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)液化、生物質(zhì)合成燃料3.4.1生物質(zhì)氣化生物質(zhì)作為氣化原料比煤作為氣化原料有較多的優(yōu)點(diǎn)：(1)揮發(fā)分高其揮發(fā)分一般為70％~80％，400℃；而煤在800℃時(shí)才能釋放出30％的揮發(fā)分。(2)生物質(zhì)炭反應(yīng)活性高生物質(zhì)炭在較低的溫度（800℃）下，可以快的速度與CO2及水蒸氣進(jìn)行氣化反應(yīng)。(3)生物炭灰分少生物炭灰分一般少于3％，省去除灰工藝；(4)含硫量低生物炭含硫量一般少于0.2％，氣體脫硫裝置簡(jiǎn)單。14氣化原理15氣化設(shè)備16171819流態(tài)化與流化床固定床|最小流化床|平滑流化床|鼓泡床|騰涌床|層式騰涌床|紊流床|流態(tài)化輸送

氣速增加20流化床的優(yōu)點(diǎn)生物質(zhì)流化床氣化與固定休氣化相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①流化床氣化可以使用粒度很小的原料，對(duì)灰分的要求也不高；②流化床氣化效率和氣化強(qiáng)度都比較高，因此，其氣化爐的斷面要??；③流化床氣化的產(chǎn)氣能力可在放大范圍內(nèi)波動(dòng)，且氣化效率不會(huì)明顯降低；④流化床使用的燃料顆粒很細(xì)，傳熱向積大，故傳熱效率高．而且，氣化反應(yīng)溫度不是很高且均衡，使結(jié)渣的可能性減弱。

2122233.4.2生物質(zhì)的熱裂解液化24熱裂解原理25熱解溫度對(duì)產(chǎn)物的影響263.4.3生物質(zhì)合成燃料原料預(yù)處理氣化凈化CO/H2重整沸托合成產(chǎn)物分離甲醇柴油二甲醚粉碎、干燥除焦油、灰調(diào)整二者的比例制備合成氣合成反應(yīng)27沸托合成CO+2H2→CH3OH+102.5kJ/mol2CO+4H2→CH3OCH3+200.2kJ/molCO+3H2→CH4+H2O+115.6kJ/mol4CO+8H2→C4H9OH+H2O+49.62kJ/molCO2+3H2→CO

+H2O