化学链制氢技术的探究进展与展望.pdfVIP

第 卷第 期 应 用 化 工 ４６ １１ Ｖｏｌ．４６ Ｎｏ．１１ ２０１７年１１月 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｎｏｖ．２０１７ 櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴毷 櫴 毷 毷櫴专论与综述毷 櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴 化学链制氢技术的研究进展与展望 １ ２ １ １ ２ １ ， ， 刘涛 ，余钟亮 ，李光 ，房倚天 １． ０３０００１ ２． １０００４９ （ 中国科学院 山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室，山西 太原 ； 中国科学院大学，北京 ） 摘 要：归纳总结了化学链技术在制氢方面的研究和应用，目前主要应用方式有三种：化学链重整制氢（ＣＬＲ）、钙 链循环制氢（Ｃａ-ＣＬＰ）、化学链制氢（ＣＬＨＧ）。为制得高纯氢气ＣＬＲ和Ｃａ-ＣＬＰ都需要水汽变换、变压吸附等后续处 理过程，而 在实现 捕集的同时不需要额外的氢气净化过程，优势明显。氧载体的选择、制备和反应器结 ＣＬＨＧ ＣＯ ２ 构设计是ＣＬＨＧ的关键。与其它氧载体相比，由于铁基氧载体具有制氢效率高、廉价易得、环境友好度高等特点更 适合ＣＬＨＧ过程。而未经修饰的铁基氧载体容易失活，通过添加惰性组分和其它金属元素能增加其可循环性、抗 积碳性、反应性。气固两相的热力学特性分析有助于ＣＬＨＧ反应器的设计，气固逆流接触的两段流化床和移动床 两类反应器适合ＣＬＨＧ过程。以煤为燃料的ＣＬＨＧ过程将是化学链制氢的重要研究方向。 关键词：化学链制氢；氧载体；移动床；流化床；氢气 中图分类号：ＴＱ５４６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１-３２０６（２０１７）１１-２２１５-０８ Ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｌｏｏｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ １ ２ １ １ ２ １ ， ， ＬＩＵ Ｔａｏ ，ＹＵＺｈｏｎｇ-ｌｉａｎｇ ，ＬＩ Ｇｕａｎｇ ，ＦＡＮＧ Ｙｉ-ｔｉａｎ （１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｔａｉｙｕａｎ０３０００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｌｏｏｐｉｎｇ ｆｏｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｕｐ ｔｏ ｎｏｗ，ｔｈｒｅｅ ｍａｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｆｏｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｎａｍｅｌｙ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｌｏｏｐｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ （Ｃ