熔融碱热解生物质制氢

摘要

日益严重的能源和环境问题已经影响到了人类社会的发展,开发新清洁代替能源势在必行。生物质制氢是可再生能源研究的重要方向之一,本文利用熔融碱作为反应催化剂、分散剂和热载体,开展了熔融碱热解生物质制氢的相关研究,提供了一种生物质制氢的新途径。
　　 测定了杉木屑、桦木屑、红木屑、水稻秸秆、稻壳、油菜秸秆六种生物质原料的主要成分纤维素、半纤维素和木质素的含量；测定了各生物质原料主要元素及金属离子的含量；测定了各生物质原料中水分、挥发分等组成分布,为生物质热解研究提供了基础理论数据。
　　 采用热重分析法对水稻秸秆的热解失重规律以及反应动力学进行了实验研究；通过动力学计算方法计算水稻秸秆热解反应动力学活化能Ea和指前因子A等动力学参数,采用最佳拟合原则确定合适的反应级数,利用重量加权平均活化能计算整体活性。
　　 以水稻秸秆作为主要生物质原料,NaOH为主要熔融碱,利用自行设计的生物质热裂解装置,对熔融碱热解生物质制氢过程进行了比较全面系统的实验研究。根据实验装置与工艺的特点建立起系统的产物分析方法,尤其是对气体产物的定性定量方法。分别比较和分析了热解温度、生物质原料种类、熔融碱组成、载气流速、无机盐催化剂等实验条件和工艺参数对生物质热解制氢的影响。比较了熔融碱存在与否对水稻秸秆热解过程及产物组成的影响,在此基础上初步探讨了熔融碱热解水稻秸秆的反应机理。