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化学链制氢技术的研究进展与展望

发布时间:2018-08-22 11:04
【摘要】:归纳总结了化学链技术在制氢方面的研究和应用,目前主要应用方式有三种:化学链重整制氢(CLR)、钙链循环制氢(Ca-CLP)、化学链制氢(CLHG)。为制得高纯氢气CLR和Ca-CLP都需要水汽变换、变压吸附等后续处理过程,而CLHG在实现CO_2捕集的同时不需要额外的氢气净化过程,优势明显。氧载体的选择、制备和反应器结构设计是CLHG的关键。与其它氧载体相比,由于铁基氧载体具有制氢效率高、廉价易得、环境友好度高等特点更适合CLHG过程。而未经修饰的铁基氧载体容易失活,通过添加惰性组分和其它金属元素能增加其可循环性、抗积碳性、反应性。气固两相的热力学特性分析有助于CLHG反应器的设计,气固逆流接触的两段流化床和移动床两类反应器适合CLHG过程。以煤为燃料的CLHG过程将是化学链制氢的重要研究方向。
[Abstract]:This paper summarizes the research and application of chemical chain technology in hydrogen production. At present, there are three main ways of application: chemical chain reforming to produce hydrogen, (CLR), calcium chain cycle hydrogen production (Ca-CLP), chemical chain hydrogen production (CLHG). In order to produce high purity hydrogen, both CLR and Ca-CLP need water vapor shift, pressure swing adsorption and other follow-up treatment processes, while CLHG has obvious advantages in realizing CO_2 capture without additional hydrogen purification process. The selection of oxygen carrier, preparation and reactor structure design are the key of CLHG. Compared with other oxygen carriers, Fe-based oxygen carriers are more suitable for CLHG process because of their high hydrogen production efficiency, low cost and high environmental friendliness. However, the unmodified iron-based oxygen carriers are easily inactivated, and their circulability, carbon deposition resistance and reactivity can be increased by adding inert components and other metal elements. The thermodynamic analysis of gas-solid two-phase is helpful to the design of CLHG reactor. The two-stage fluidized bed with gas-solid countercurrent contact and the moving bed reactor are suitable for CLHG process. CLHG process using coal as fuel will be an important research direction in hydrogen production by chemical chain.
【作者单位】: 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室;中国科学院大学;
【基金】:国家自然科学基金(21506241)
【分类号】:TQ116.2

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本文编号:2196905


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