关键词:
生物质
绿氢
热化学转化
热解
气化
化学链
摘要:
绿色氢能被视为最具潜力的能源之一,其应用对促进能源转型、助力碳减排、推动可持续发展具有重要意义,而清洁、可再生的生物质资源(约35×10^(8)t/a)为绿氢的生产提供了一种可持续的原料选择。本文首先从制氢技术/碳排放角度给出了绿氢的界定,并总结了绿氢制备的途径;其次,概述了生物质热化学转化制备绿氢的研究进展,重点围绕热解、气化、化学链技术制备绿氢的反应机理、影响因素和过程强化策略展开讨论,并从效率和成本等角度对比了不同绿氢生产工艺的性能;此外,还讨论了绿氢的分离与纯化工艺。分析结果表明:生物质热化学转化制绿氢成本为1.25~2.20USD/kg,产氢效率为35%~65%,氢产率约为190g/kg。比较几种制氢技术,热解串联重整制氢技术具有工艺简单、产氢速率快的优势;蒸汽气化技术在提升氢气产量和纯度方面具有优势,而化学链转化在负碳高纯氢气的生产方面具有较大的潜力。通过水气变换、酸性气体去除和氢气纯化步骤可获得高纯绿氢。最后,本文讨论了生物质热化学转化制氢的挑战,并从降低原料成本、提高制氢效率和实现CO_(2)的富集利用三个角度提出了未来发展建议。