生物质超绝热气化制氢的机理研究

能源的低碳化是未来能源战略发展的核心，从清洁可再生的生物质能中获取氢已成为世界能源研究的热点之一。提高氢气产率、降低焦油生产量是当前生物质气化制氢研究的核心问题。本项目基于超绝热燃烧的思想，提出了一种在内置多孔陶瓷材料的Swiss-roll卷式反应器内生物质超绝热气化制氢的方法。通过实验和理论分析研究制氢反应器的热力学性能，研究反应器的结构参数、多孔陶瓷材料结构特征和布置方式、超绝热气化制氢的工艺参数（包括生物质的种类和含水率、生物质－气化剂的当量比、气化剂的进口流速和温度、水蒸气的喷入量等参数）对生物质-氢气转化率、焦油生成量和焦油有效裂解率的影响，提出制氢反应器的优化设计原则与方法，优化反应器的结构参数及生物质超绝热气化制氢的工艺参数，探索生物质在内置多孔陶瓷材料的卷式制氢反应器内高温气化、焦油裂解析氢和气化气重整制氢的反应机理，为发展与应用一体化的生物质高效制氢装置提供理论依据。

本项目基于超绝热燃烧的思想，提出了一种在内置多孔陶瓷材料的卷式反应器内生物质超绝热气化制氢的方法。通过实验和理论分析研究制氢反应器的热力学性能，研究反应器的结构参数、多孔陶瓷材料结构特征和布置方式、超绝热气化制氢的工艺参数对生物质-氢气转化率、焦油生成量和焦油有效裂解率的影响，提出制氢反应器的优化设计方法，优化反应器的结构参数及生物质超绝热气化制氢的工艺参数，并探索了以苯酚为模化物对生物质焦油在镍基多孔陶瓷材料上的的裂解和气化机理，为发展一体化的生物质高效制氢装置提供了理论依据。