生物质超临界水气化制氢技术的研究现状

提要：本文对目前生物质超临界水气化制氢技术的研究现状进行阐述，分别从原料选择、制氢反应、污染物排放三方面进行深入剖析，并对该技术发展前景进行了展望。



生物质超临界水气化制氢技术作为一种可再生能源利用新技术，因具有可再生、环保、低成本等特点得以迅速发展，经历30多年的研究和发展，目前的研究现状发展如下：

一、原料选择

随着环境保护意识的提升，国家千方百计开发可再生能源，也推动了生物质超临界水气化制氢技术的研究应用。根据可利用的生物质质量不同，这种技术应用在木屑、萝卜屑、拆解木颗粒、木粉、果核等生物质原料上，其产氢效率和稳定性均存在一定的差异。现阶段主要有以下四种原料：第一种是通过浆纸厂的残渣、树皮、木屑等生物质质量较大部分可得到的木质纤维制氢；第二种是利用木颗粒、木粉、萝卜屑等小粒度生物质制氢；第三种是利用蔬菜果实果肉制备液态、混合液等制氢；第四种是利用秸秆制氢。

从利用效果上来看，以通过木质纤维制氢为主体的技术，产氢效率较高、数据稳定，而且投资成本较低，是目前研究发展较为成熟的技术方向。

二、制氢反应

在生物质超临界水气化制氢技术中，反应也是非常重要的因素，其核心环节就是对生物质原料进行苯和水混合溶剂反应，实现氢的脱除分离。鉴于不同原料具有不同的特性，这种技术研究中还涉及到反应温度、水溶性混合溶剂的调控，反应条件影响产氢效率及产氢熔点。

本领域的研究表明，调节反应温度可以提高制氢的效率，但是当温度过高时产氢效率会有降低，这主要是由于水溶性混合溶剂水合反应本身所致。随着反应温度的增加，制氢速度的升高会延缓水的消减，从而改变反应特性。

三、污染物排放

生物质超临界水气化制氢技术涉及到产氢、活性炭吸附两个过程。其中，对氢气进行活性炭活性吸附净化技术主要选择有机碳量大、表面活性强的活性炭，表面活性越强越有利于汽液平衡，从而有效排放多种细颗粒污染物，其中包括硫酸根离子、砷酸根离子、氯离子、游离氨以及苯等。

就细颗粒物控制效果来看，研究表明，当活性炭用量为2.5千克时，小于2.25微米颗粒物的率可达到99％以上。此外，苯、氯离子等污染物也可以达到同样的排放效果。

总结

生物质超临界水气化技术的原料选择多，仪器设备机械化程度更高，投资成本更低