超临界水反应器实现连续制氢
目前由于我国大批低质煤水分高、热值低难以充分利用,中科院山西煤炭化学研究所针对现状开发出超临界水
反应器。该反应器利用超临界水作为低质煤制氢反应介质,采用连续进料方式,将含水率20%~50%的褐煤或泥煤加
水配成水煤浆,再加入氧化钙和氢氧化钾,在650℃完成水煤气变换反应,实现褐煤低温固、液、气分离,氢气产
量为460ml/g。产生的富氢气体中含75%氢气,1%一氧化碳。实现高含水量褐煤连续制氢,为低质煤的利用开辟了新
途径。该所自主设计的反应器煤处理量为2kg/h,目前科研人员正在设计更大规模的反应器,使处理量将达到100
kg/h。
据中科院山西煤化所教授毕继诚介绍,由于反应介质为水,成本低且易获取,因此该反应器可用于高含水量的
煤种,反应器内热量和水可循环使用,实现能量综合利用。以氢氧化钾为催化剂可降低反应温度、提高效率,氧化
钙可以吸收反应生成的二氧化碳和二氧化硫,对气化和水煤气变换反应起促进作用,避免了环境污染。
毕继诚介绍,超临界水对有机物有较高的溶解能力,难溶解煤中灰分等无机物,因此褐煤热解产生的有机物能
迅速溶解并与灰分分离。利用超临界水作为低质煤制氢介质,可以免去干燥过程,煤的热解、气化、净化、变换和分
离过程在同一个反应器中可同时完成,工艺过程简单。由于我国煤炭储量较为丰富,因此在未来相当长的一段时间
内,煤气化仍然是大规模制氢的主要方法,连续超临界水反应器法有望成为未来广泛应用于低质煤的清洁、高效的
规模制氢途径。(柯红)
