T/CECA-G 0019-2018 太阳能聚焦供热的生物质超临界水气化制氢系统性能评价

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  • 5.2.2.1用于测试自然太阳光辐照特性的辐照计,应具备自动测量记 重范围3( 量程范围0~2000.0W/m,测量精度小于±2%。 5.2.2.2太阳辐射特性数据应使用记录仪进行自动记录,其最大采样间隔时间为1min。

    5.3.1气体产物分析

    镀锌板标准5.3.1.1采用气体流量计测试系统平稳状态下单位时间内的产气量。

    5.3.2液相产物分析

    5.3.2.1液体样品的含碳量宜采用总有机碳(TOC)测定仪进行检测,测定液态、悬浮态及

    5.3.3固体残渣分析

    5.3.3.1固体残渣中的C、H、O、N、S等元素分析宜采用元素分析仪进行分析,分析方法应符合GB/T 476的相关要求。 5.3.3.2固体残渣中的钾、钠、铁、钙、镁、锰等元素分析宜采用原子吸收分光光度计法,分析方法应 符合GB4634的相关要求。

    5.3.4排水水质分析

    3.4.1系统排水水质还需进行化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、pH值、色度和悬浮物 量的测试和分析。 3.4.2系统排水的检定过程应符合GB6920、GB11903、GB11914和GB11901的有关要求。

    5.3.4.2系统排水的检定过程应符合GB6920、GB11903、GB11914和GB11901的有关要求

    5.3.4.2系统排水的检定过程应符合GB6920、GB11903、GB11914和GB11901的有关要求。

    气化率是评价太阳能聚焦供热的生物质超临界水气化制氢过程中生物质原料转化为气相产物转化

    碳气化率是评价生物质原料中碳元素转化为气相产物转化率的主要技术指标之一,一般不宜

    潜在产氢量的数学表达式为:

    CO+H,O→H,+CO C.H. +2nH,O. m → 2n + H, +nCO,

    HYP = Yu, + Yco + 4YcH, +6YeH, + 7Yc

    在产氢量是评价参与反应的生物质气化生成的可燃气体可通过后续反应转化为氢气的潜力的

    6.4.2潜在产氢量是评价参与反应的生物质气化生成的可燃气体可通过后续反应转化为氢

    6.5生物质能量转化效率

    生物质能量转化效率是评价生物质化学能转化为气相产物化学能的主要指标,一般不宜低于9 6太阳能吸收/反应器热利用效率 6.1太阳能热利用效率的数学表达式如下:

    QgaS 单位时间内产出的可燃气体低位发热量,单位为瓦(W); Qiomas 单位时间内进料生物质的低位发热量,单位为瓦(W); AHfuid 单位时间内太阳能吸收反应器内蒸汽的熔增,单位为瓦(W); Psolar 入射太阳能功率,单位为瓦(W)。 6.2太阳能热利用效率是反映太阳能吸收/反应器热效率的主要指标之一,不宜低于50%。

    阳能聚焦供热的生物质超临界水气化制氢系统示

    A.1.1生物质超临界水气化制氢是以超临界水为介质进行生物质气化制取富氢气体。气体产物中的氢 气含量可超过50%。该制氢系统具有气化过程清洁,反应速率快验货标准,反应器体积小等特点。超临界水在反 应过程中既作为溶剂提供均相反应环境,又充当反应物,同时又是传输媒介。由于气化温度低和特殊的 反应环境,不产生NOx,SO.等污染物;对于高含水量的湿生物质也可以直接气化,不需要高能耗的干 燥过程。 A.1.2利用太阳能聚焦技术为生物质超临界水气化制氢反应和物料预热提供热源,实现太阳能在全光 谱范围内的利用,将能量密度低,分散性强,不稳定、不连续,随时间,季节以及气候而变化的可再生 能源转化为能量密度高、可储存、可运输、无污染的氢能。其制氢系统示意如图A.1所示。

    A.1.2利用太阳能聚焦技术为生物质超临界水气化制氢反应和物料预热提供热源,实现太阳能在全光

    A.2太阳能聚焦供热的生物质超临界水气化制氢系统的一个典型示例

    2太阳能聚焦供热的生物质超临界水气化制氢系统的一个典型示例

    图A.1太阳能聚焦供热的生物质超临界水气化制氢

    A.2.1太阳能聚焦供热的生物质超临界水气化制氢系统包括:腔式太阳能吸收/反应器,用于吸收太 能热量驱动生物质超临界水气化制氢反应:预热器,用于太阳能辐照度不够或波动较大时为预热 水提供热量;换热器,用于回收高温产物的热量,提高系统能量效率。本系统采用多碟聚光器跟踪 聚焦太阳能为反应提供热源。高压生物质物料首先被预热至180~240°C,然后与经换热器和预热 器加热所得的高温高压预热水在太阳能吸收/反应器入口按一定比例混合,从而实现物料快速升温并 达到水的超临界状态,从而实现高效气化制氢得目的。制氢系统流程示意见图A2。

    混凝土结构A.2.2主要技术参数

    A.2.2主要技木参数 该系统的设计温度为650°C,设计压力为35MPa;太阳能聚光比达到600,峰值聚光功率大于6kW。 加料罐1中的生物质浆料的质量浓度通常为1wt%~20wt%,最大生物质浆料流量为3.6kg/h。吸热反应器 等的工作压力为24~30MPa。进入吸热反应器的生物质浆料温度180℃C~240℃C,反应器关键壁面温度 不超过680°C,反应器出口流体温度不超过650C。当太阳能法向直射辐照度均值在400~650W/m的范 围内时,1.5~5wt%的生物质超临界水气化的气体产物中的H2体积百分比超过50%,氢气产率为25~36 mol/kg。

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