SOFCs關(guān)鍵影響因素分析與新型生物質(zhì)資源化產(chǎn)氣技術(shù)探討
發(fā)布時間:2021-04-19 05:21
化石燃料的枯竭及其環(huán)境問題,催生了以生物質(zhì)為原料的可再生能源的發(fā)展。生物質(zhì)是可持續(xù)、可再生、可滿足人類能源需求的最有希望的原料,利用新型生物質(zhì)資源化技術(shù)能高效、宏量制備合成氣。固體氧化物燃料電池發(fā)電技術(shù)作為新的替代能源方向之一,與生物質(zhì)資源化技術(shù)的聯(lián)合使用有望使生物質(zhì)最大化利用。討論了生物合成氣供養(yǎng)SOFC的影響因素,然后探討了新型生物質(zhì)資源化產(chǎn)氣技術(shù),最后討論了基于新型生物質(zhì)氣化技術(shù)的SOFC產(chǎn)業(yè)化的機遇及相關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)。
【文章來源】:能源與環(huán)保. 2019,41(10)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
元素吸附機理Fig.1AdsorptionmechanismdiagramofSelements
會越來越光明。SOFCs的耐受能力和性能不僅受限自身,另一個決定性因素就是燃料本身。2新型生物質(zhì)資源化產(chǎn)氣技術(shù)基于各種新材料的研制開發(fā),耐碳陽極的開發(fā)展現(xiàn)了SOFC在利用生物質(zhì)合成氣上更具光明的前景。從產(chǎn)電效益和未來能源走勢來看,產(chǎn)業(yè)發(fā)電中陽極積碳問題在不久的將來是可以解決的,但是如何從產(chǎn)氣源頭降低毒害氣體含量從而降低中間處理的費用,將是效益最大化的關(guān)鍵一步。基于此,從生物質(zhì)新興資源化產(chǎn)氣技術(shù)出發(fā),期以從氣源提供解決上述問題策略或是提供新的思路,生物質(zhì)的處理工藝如圖2所示,F(xiàn)代興起的生物質(zhì)產(chǎn)氣技術(shù)以微波、超臨界等技術(shù)為主要研究方向,雖然用于生物質(zhì)氣化的研究時間不長,但是在高品質(zhì)合成氣方面卻有著獨特的優(yōu)勢和令人向往的前景。圖2生物質(zhì)處理工藝Fig.2Biomasstreatmentprocess2.1微波熱解微波于1999年起被作為新型能源用于生物質(zhì)熱處理研究中,2001年實現(xiàn)了生物質(zhì)在微波場中的快速高溫燃燒,這為微波高溫裂解(MIP)奠定了基礎(chǔ)[17]。已有研究表明,微波熱解技術(shù)應(yīng)用于生物質(zhì),制取的氣體產(chǎn)物中合成氣含量高于常規(guī)熱解(CP),H2和CO的含量可高達60%。BenerosoD等[18]以微藻為原料,證明MIP和CP之間產(chǎn)物組分存在巨大差異,強力證明了MIP即使是在低溫下也具有合成氣和氫氣生產(chǎn)的優(yōu)越性,且氫氣的最高百分比可高達50%以上;J.A.Menéndez等[19]以污泥為原料也證明了這一點。而且,微波熱解具有反應(yīng)速率快、反應(yīng)溫度低、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高以及改善產(chǎn)物選擇性等獨特優(yōu)勢,從而降低反應(yīng)能耗。因此,通過微波熱解生物質(zhì)制取合成氣具有鮮明的特色和現(xiàn)實可行?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]以木片氣為燃料的中溫型固體氧化物燃料電池/燃氣輪機混合動力系統(tǒng)性能研究[J]. 呂小靜,耿孝儒,朱新堅,翁一武. 中國電機工程學(xué)報. 2015(01)
[2]松木屑加壓水蒸氣氣化研究(英文)[J]. 江俊飛,應(yīng)浩,孫云娟,高一葦,涂軍令,王燕杰. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2013(02)
[3]污泥微波高溫?zé)峤鈼l件下富氫氣體生成特性研究[J]. 王曉磊,鄧文義,于偉超,蘇亞欣. 燃料化學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[4]纖維素在超臨界水中的催化氣化制氫研究[J]. 關(guān)宇,裴愛霞,郭烈錦. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報. 2007(03)
[5]直接碳氫化合物固體氧化物燃料電池[J]. 劉江. 化學(xué)進展. 2006(Z2)
[6]連續(xù)式超臨界水中煤/CMC催化氣化制氫[J]. 閆秋會,郭烈錦,梁興,張西民,郝小紅,馬利靜. 太陽能學(xué)報. 2005(06)
[7]超臨界水中葡萄糖氣化制氫實驗研究[J]. 毛肖岸,郝小紅,張西民,郭烈錦. 化學(xué)工程. 2004(05)
[8]廢棄生物質(zhì)在超臨界水中轉(zhuǎn)化制氫過程的研究[J]. 任輝,張榮,王錦鳳,孫東凱,畢繼誠. 燃料化學(xué)學(xué)報. 2003(06)
[9]硫回收深冷固硫新技術(shù)[J]. 鄭寧來. 化工科技. 2002(01)
[10]微波輻射在材料熱處理中的應(yīng)用[J]. 楊膠溪,孫玉宗,李芳. 國外金屬熱處理. 2001(02)
博士論文
[1]低碳經(jīng)濟下RPS與FIT協(xié)同作用的電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型研究[D]. 張倩.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]以污泥高溫?zé)峤馍镔|(zhì)氣為燃料的SOFCs產(chǎn)電與抗積碳研究[D]. 吳曉燕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]固體氧化物燃料電池的新型電解質(zhì)和陽極材料[D]. 劉蓓蓓.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]改性陽極強化微生物燃料電池處理含硫化物廢水及運行條件優(yōu)化研究[D]. 劉惠鵬.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[2]基于能量品位的燃料化學(xué)能梯級釋放特性研究[D]. 侯彥萬.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]SAPO-18分子篩的合成、改性及催化性能研究[D]. 汲生榮.青島大學(xué) 2014
[4]中溫H2S固體氧化物燃料電池陽極材料的制備及性能研究[D]. 嚴涵.南京理工大學(xué) 2012
[5]生物質(zhì)與煤混合燃燒過程中灰沉積特性的試驗研究[D]. 卞素芳.山東大學(xué) 2011
[6]懸掛式森林細小生物質(zhì)顆粒燃料成型機的設(shè)計與研究[D]. 方官麗.東北林業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3146915
【文章來源】:能源與環(huán)保. 2019,41(10)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
元素吸附機理Fig.1AdsorptionmechanismdiagramofSelements
會越來越光明。SOFCs的耐受能力和性能不僅受限自身,另一個決定性因素就是燃料本身。2新型生物質(zhì)資源化產(chǎn)氣技術(shù)基于各種新材料的研制開發(fā),耐碳陽極的開發(fā)展現(xiàn)了SOFC在利用生物質(zhì)合成氣上更具光明的前景。從產(chǎn)電效益和未來能源走勢來看,產(chǎn)業(yè)發(fā)電中陽極積碳問題在不久的將來是可以解決的,但是如何從產(chǎn)氣源頭降低毒害氣體含量從而降低中間處理的費用,將是效益最大化的關(guān)鍵一步。基于此,從生物質(zhì)新興資源化產(chǎn)氣技術(shù)出發(fā),期以從氣源提供解決上述問題策略或是提供新的思路,生物質(zhì)的處理工藝如圖2所示,F(xiàn)代興起的生物質(zhì)產(chǎn)氣技術(shù)以微波、超臨界等技術(shù)為主要研究方向,雖然用于生物質(zhì)氣化的研究時間不長,但是在高品質(zhì)合成氣方面卻有著獨特的優(yōu)勢和令人向往的前景。圖2生物質(zhì)處理工藝Fig.2Biomasstreatmentprocess2.1微波熱解微波于1999年起被作為新型能源用于生物質(zhì)熱處理研究中,2001年實現(xiàn)了生物質(zhì)在微波場中的快速高溫燃燒,這為微波高溫裂解(MIP)奠定了基礎(chǔ)[17]。已有研究表明,微波熱解技術(shù)應(yīng)用于生物質(zhì),制取的氣體產(chǎn)物中合成氣含量高于常規(guī)熱解(CP),H2和CO的含量可高達60%。BenerosoD等[18]以微藻為原料,證明MIP和CP之間產(chǎn)物組分存在巨大差異,強力證明了MIP即使是在低溫下也具有合成氣和氫氣生產(chǎn)的優(yōu)越性,且氫氣的最高百分比可高達50%以上;J.A.Menéndez等[19]以污泥為原料也證明了這一點。而且,微波熱解具有反應(yīng)速率快、反應(yīng)溫度低、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高以及改善產(chǎn)物選擇性等獨特優(yōu)勢,從而降低反應(yīng)能耗。因此,通過微波熱解生物質(zhì)制取合成氣具有鮮明的特色和現(xiàn)實可行?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]以木片氣為燃料的中溫型固體氧化物燃料電池/燃氣輪機混合動力系統(tǒng)性能研究[J]. 呂小靜,耿孝儒,朱新堅,翁一武. 中國電機工程學(xué)報. 2015(01)
[2]松木屑加壓水蒸氣氣化研究(英文)[J]. 江俊飛,應(yīng)浩,孫云娟,高一葦,涂軍令,王燕杰. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2013(02)
[3]污泥微波高溫?zé)峤鈼l件下富氫氣體生成特性研究[J]. 王曉磊,鄧文義,于偉超,蘇亞欣. 燃料化學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[4]纖維素在超臨界水中的催化氣化制氫研究[J]. 關(guān)宇,裴愛霞,郭烈錦. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報. 2007(03)
[5]直接碳氫化合物固體氧化物燃料電池[J]. 劉江. 化學(xué)進展. 2006(Z2)
[6]連續(xù)式超臨界水中煤/CMC催化氣化制氫[J]. 閆秋會,郭烈錦,梁興,張西民,郝小紅,馬利靜. 太陽能學(xué)報. 2005(06)
[7]超臨界水中葡萄糖氣化制氫實驗研究[J]. 毛肖岸,郝小紅,張西民,郭烈錦. 化學(xué)工程. 2004(05)
[8]廢棄生物質(zhì)在超臨界水中轉(zhuǎn)化制氫過程的研究[J]. 任輝,張榮,王錦鳳,孫東凱,畢繼誠. 燃料化學(xué)學(xué)報. 2003(06)
[9]硫回收深冷固硫新技術(shù)[J]. 鄭寧來. 化工科技. 2002(01)
[10]微波輻射在材料熱處理中的應(yīng)用[J]. 楊膠溪,孫玉宗,李芳. 國外金屬熱處理. 2001(02)
博士論文
[1]低碳經(jīng)濟下RPS與FIT協(xié)同作用的電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型研究[D]. 張倩.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]以污泥高溫?zé)峤馍镔|(zhì)氣為燃料的SOFCs產(chǎn)電與抗積碳研究[D]. 吳曉燕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]固體氧化物燃料電池的新型電解質(zhì)和陽極材料[D]. 劉蓓蓓.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]改性陽極強化微生物燃料電池處理含硫化物廢水及運行條件優(yōu)化研究[D]. 劉惠鵬.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[2]基于能量品位的燃料化學(xué)能梯級釋放特性研究[D]. 侯彥萬.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]SAPO-18分子篩的合成、改性及催化性能研究[D]. 汲生榮.青島大學(xué) 2014
[4]中溫H2S固體氧化物燃料電池陽極材料的制備及性能研究[D]. 嚴涵.南京理工大學(xué) 2012
[5]生物質(zhì)與煤混合燃燒過程中灰沉積特性的試驗研究[D]. 卞素芳.山東大學(xué) 2011
[6]懸掛式森林細小生物質(zhì)顆粒燃料成型機的設(shè)計與研究[D]. 方官麗.東北林業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3146915
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