SOFCs关键影响因素分析与新型生物质资源化产气技术探讨
发布时间：2021-04-19 05:21
化石燃料的枯竭及其环境问题,催生了以生物质为原料的可再生能源的发展。生物质是可持续、可再生、可满足人类能源需求的最有希望的原料,利用新型生物质资源化技术能高效、宏量制备合成气。固体氧化物燃料电池发电技术作为新的替代能源方向之一,与生物质资源化技术的联合使用有望使生物质最大化利用。讨论了生物合成气供养SOFC的影响因素,然后探讨了新型生物质资源化产气技术,最后讨论了基于新型生物质气化技术的SOFC产业化的机遇及相关的技术挑战。
【文章来源】：能源与环保. 2019,41(10)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
元素吸附机理Fig.1AdsorptionmechanismdiagramofSelements
会越来越光明。SOFCs的耐受能力和性能不仅受限自身，另一个决定性因素就是燃料本身。2新型生物质资源化产气技术基于各种新材料的研制开发，耐碳阳极的开发展现了SOFC在利用生物质合成气上更具光明的前景。从产电效益和未来能源走势来看，产业发电中阳极积碳问题在不久的将来是可以解决的，但是如何从产气源头降低毒害气体含量从而降低中间处理的费用，将是效益最大化的关键一步。基于此，从生物质新兴资源化产气技术出发，期以从气源提供解决上述问题策略或是提供新的思路，生物质的处理工艺如图2所示。现代兴起的生物质产气技术以微波、超临界等技术为主要研究方向，虽然用于生物质气化的研究时间不长，但是在高品质合成气方面却有着独特的优势和令人向往的前景。图2生物质处理工艺Fig.2Biomasstreatmentprocess2.1微波热解微波于1999年起被作为新型能源用于生物质热处理研究中，2001年实现了生物质在微波场中的快速高温燃烧，这为微波高温裂解(MIP)奠定了基础［17］。已有研究表明，微波热解技术应用于生物质，制取的气体产物中合成气含量高于常规热解(CP)，H2和CO的含量可高达60%。BenerosoD等［18］以微藻为原料，证明MIP和CP之间产物组分存在巨大差异，强力证明了MIP即使是在低温下也具有合成气和氢气生产的优越性，且氢气的最高百分比可高达50%以上;J．A．Menéndez等［19］以污泥为原料也证明了这一点。而且，微波热解具有反应速率快、反应温度低、反应转化率高以及改善产物选择性等独特优势，从而降低反应能耗。因此，通过微波热解生物质制取合成气具有鲜明的特色和现实可行?
【参考文献】：
期刊论文
[1]以木片气为燃料的中温型固体氧化物燃料电池/燃气轮机混合动力系统性能研究[J]. 吕小静,耿孝儒,朱新坚,翁一武. 中国电机工程学报. 2015(01)
[2]松木屑加压水蒸气气化研究(英文)[J]. 江俊飞,应浩,孙云娟,高一苇,涂军令,王燕杰. 林产化学与工业. 2013(02)
[3]污泥微波高温热解条件下富氢气体生成特性研究[J]. 王晓磊,邓文义,于伟超,苏亚欣. 燃料化学学报. 2013(02)
[4]纤维素在超临界水中的催化气化制氢研究[J]. 关宇,裴爱霞,郭烈锦. 高校化学工程学报. 2007(03)
[5]直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池[J]. 刘江. 化学进展. 2006(Z2)
[6]连续式超临界水中煤/CMC催化气化制氢[J]. 闫秋会,郭烈锦,梁兴,张西民,郝小红,马利静. 太阳能学报. 2005(06)
[7]超临界水中葡萄糖气化制氢实验研究[J]. 毛肖岸,郝小红,张西民,郭烈锦. 化学工程. 2004(05)
[8]废弃生物质在超临界水中转化制氢过程的研究[J]. 任辉,张荣,王锦凤,孙东凯,毕继诚. 燃料化学学报. 2003(06)
[9]硫回收深冷固硫新技术[J]. 郑宁来. 化工科技. 2002(01)
[10]微波辐射在材料热处理中的应用[J]. 杨胶溪,孙玉宗,李芳. 国外金属热处理. 2001(02)
博士论文
[1]低碳经济下RPS与FIT协同作用的电源结构优化模型研究[D]. 张倩.华北电力大学(北京) 2017
[2]以污泥高温热解生物质气为燃料的SOFCs产电与抗积碳研究[D]. 吴晓燕.哈尔滨工业大学 2016
[3]固体氧化物燃料电池的新型电解质和阳极材料[D]. 刘蓓蓓.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]改性阳极强化微生物燃料电池处理含硫化物废水及运行条件优化研究[D]. 刘惠鹏.中国地质大学(北京) 2017
[2]基于能量品位的燃料化学能梯级释放特性研究[D]. 侯彦万.西安建筑科技大学 2017
[3]SAPO-18分子筛的合成、改性及催化性能研究[D]. 汲生荣.青岛大学 2014
[4]中温H2S固体氧化物燃料电池阳极材料的制备及性能研究[D]. 严涵.南京理工大学 2012
[5]生物质与煤混合燃烧过程中灰沉积特性的试验研究[D]. 卞素芳.山东大学 2011
[6]悬挂式森林细小生物质颗粒燃料成型机的设计与研究[D]. 方官丽.东北林业大学 2011
本文编号：3146915
【文章来源】：能源与环保. 2019,41(10)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
元素吸附机理Fig.1AdsorptionmechanismdiagramofSelements
会越来越光明。SOFCs的耐受能力和性能不仅受限自身，另一个决定性因素就是燃料本身。2新型生物质资源化产气技术基于各种新材料的研制开发，耐碳阳极的开发展现了SOFC在利用生物质合成气上更具光明的前景。从产电效益和未来能源走势来看，产业发电中阳极积碳问题在不久的将来是可以解决的，但是如何从产气源头降低毒害气体含量从而降低中间处理的费用，将是效益最大化的关键一步。基于此，从生物质新兴资源化产气技术出发，期以从气源提供解决上述问题策略或是提供新的思路，生物质的处理工艺如图2所示。现代兴起的生物质产气技术以微波、超临界等技术为主要研究方向，虽然用于生物质气化的研究时间不长，但是在高品质合成气方面却有着独特的优势和令人向往的前景。图2生物质处理工艺Fig.2Biomasstreatmentprocess2.1微波热解微波于1999年起被作为新型能源用于生物质热处理研究中，2001年实现了生物质在微波场中的快速高温燃烧，这为微波高温裂解(MIP)奠定了基础［17］。已有研究表明，微波热解技术应用于生物质，制取的气体产物中合成气含量高于常规热解(CP)，H2和CO的含量可高达60%。BenerosoD等［18］以微藻为原料，证明MIP和CP之间产物组分存在巨大差异，强力证明了MIP即使是在低温下也具有合成气和氢气生产的优越性，且氢气的最高百分比可高达50%以上;J．A．Menéndez等［19］以污泥为原料也证明了这一点。而且，微波热解具有反应速率快、反应温度低、反应转化率高以及改善产物选择性等独特优势，从而降低反应能耗。因此，通过微波热解生物质制取合成气具有鲜明的特色和现实可行?
【参考文献】：
期刊论文
[1]以木片气为燃料的中温型固体氧化物燃料电池/燃气轮机混合动力系统性能研究[J]. 吕小静,耿孝儒,朱新坚,翁一武. 中国电机工程学报. 2015(01)
[2]松木屑加压水蒸气气化研究(英文)[J]. 江俊飞,应浩,孙云娟,高一苇,涂军令,王燕杰. 林产化学与工业. 2013(02)
[3]污泥微波高温热解条件下富氢气体生成特性研究[J]. 王晓磊,邓文义,于伟超,苏亚欣. 燃料化学学报. 2013(02)
[4]纤维素在超临界水中的催化气化制氢研究[J]. 关宇,裴爱霞,郭烈锦. 高校化学工程学报. 2007(03)
[5]直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池[J]. 刘江. 化学进展. 2006(Z2)
[6]连续式超临界水中煤/CMC催化气化制氢[J]. 闫秋会,郭烈锦,梁兴,张西民,郝小红,马利静. 太阳能学报. 2005(06)
[7]超临界水中葡萄糖气化制氢实验研究[J]. 毛肖岸,郝小红,张西民,郭烈锦. 化学工程. 2004(05)
[8]废弃生物质在超临界水中转化制氢过程的研究[J]. 任辉,张荣,王锦凤,孙东凯,毕继诚. 燃料化学学报. 2003(06)
[9]硫回收深冷固硫新技术[J]. 郑宁来. 化工科技. 2002(01)
[10]微波辐射在材料热处理中的应用[J]. 杨胶溪,孙玉宗,李芳. 国外金属热处理. 2001(02)
博士论文
[1]低碳经济下RPS与FIT协同作用的电源结构优化模型研究[D]. 张倩.华北电力大学(北京) 2017
[2]以污泥高温热解生物质气为燃料的SOFCs产电与抗积碳研究[D]. 吴晓燕.哈尔滨工业大学 2016
[3]固体氧化物燃料电池的新型电解质和阳极材料[D]. 刘蓓蓓.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]改性阳极强化微生物燃料电池处理含硫化物废水及运行条件优化研究[D]. 刘惠鹏.中国地质大学(北京) 2017
[2]基于能量品位的燃料化学能梯级释放特性研究[D]. 侯彦万.西安建筑科技大学 2017
[3]SAPO-18分子筛的合成、改性及催化性能研究[D]. 汲生荣.青岛大学 2014
[4]中温H2S固体氧化物燃料电池阳极材料的制备及性能研究[D]. 严涵.南京理工大学 2012
[5]生物质与煤混合燃烧过程中灰沉积特性的试验研究[D]. 卞素芳.山东大学 2011
[6]悬挂式森林细小生物质颗粒燃料成型机的设计与研究[D]. 方官丽.东北林业大学 2011
本文编号：3146915
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