摘要：沼气含有60%CH4和40%CO2,可作为有效的化学链重整(chemical looping reforming,CLR)制氢原料。以耐高温和高强度的高铝耐火砖为惰性载体,采用浸渍法制备Ni基氧载体。在批次进料流化床反应器中开展多种反应条件下CLR实验研究,并对比沼气干重整和沼气湿重整特性。结果显示,湿重整环境下沼气能够更好的转化为目标产物H2。合理的控制反应条件,能够更进一步将沼气的CO2转化为CO,从而提高沼气中各组分的利用程度。提高反应温度和水蒸气浓度有利于产生较多的H2和CO,具有较高的H2产率和H2/CO摩尔比。155次循环测试中,氧载体的物理化学性能保持较好,能够得到稳定的H2浓度。氧载体的机械性能较好,155次循环后仍能满足流化床的使用要求,磨损率仅为0.034%/h。较高反应温度下,氧载体颗粒未出现烧结、流化性能稳定。热平衡模拟显示,可通过调节氧载体与沼气比例达到系统的自热运行,然而需要以降低H2产率为代价。因此,在大型CLR系统中,需要开展经济与能耗的整体评估,以优化沼气CLR的整体性能。

关键词：化学链重整 ni基氧载体 沼气 制氢 流化床 

单位：农业农村部长江中下游农业装备重点实验室(华中农业大学); 湖北省武汉市430070; 煤燃烧国家重点实验室(华中科技大学); 湖北省武汉市430074