NETL 研究人員開發(fā)并獲得專利的新型催化蒸汽氣化工藝，可從煤和生物質(zhì)中生產(chǎn)無氮、富氫的合成氣流，這種方法可以降低傳統(tǒng)合成氣生產(chǎn)的成本。
合成氣是一氧化碳和氫氣的混合物，可用于發(fā)電或生產(chǎn)液體燃料。用煤生產(chǎn)合成氣需要?dú)饣?，這一過程可以將任何碳基原料（如煤）轉(zhuǎn)化為合成氣。氣化發(fā)生在氣化器中，氣化器通常是一種高溫/高壓容器，氧氣和蒸汽直接與煤接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將原料轉(zhuǎn)化為合成氣。
當(dāng)使用空氣為氣化過程提供氧氣時(shí)，產(chǎn)生的合成氣會(huì)被氮?dú)庀♂?，這是不可取的。另一種選擇是在氣化之前將氧氣從空氣中分離出來，但這非常昂貴。
僅使用蒸汽而不使用氧氣進(jìn)行氣化會(huì)導(dǎo)致合成氣生產(chǎn)率低，并且需要催化劑來提高合成氣產(chǎn)量。在蒸汽氣化過程中，煤被浸漬在催化溶液中，氣化后必須從灰燼中回收該溶液，這一過程在商業(yè)過程中不易實(shí)施。
在NETL專利工藝中，催化劑保留在反應(yīng)器中，煤和蒸汽可以連續(xù)添加到反應(yīng)器中，避免了傳統(tǒng)工藝所需的繁瑣的額外步驟。該新工藝的美國專利號(hào)為 12,122,967，已于 2024 年 10 月頒發(fā)。
據(jù) NETL 功能材料團(tuán)隊(duì)的物理研究科學(xué)家 Ranjani Siriwardane 稱，他進(jìn)行了關(guān)鍵研究，并與 NETL 研究人員 Jarrett Riley 和 Chris Atallah 共同撰寫了有關(guān)這一突破的論文，新工藝不同于傳統(tǒng)的催化氣化，因?yàn)榇呋瘎┪挥诜磻?yīng)器床層中，可以提高煤的轉(zhuǎn)化率。
“由于該工藝產(chǎn)生的合成氣流不含氮，因此無需使用傳統(tǒng)氣化工藝中所使用的昂貴空氣分離裝置，”Siriwardane 說道。“此外，在類似反應(yīng)條件下，新催化工藝中富氫合成氣的生產(chǎn)速度明顯快于煤/蒸汽。”
她指出，除了煤炭之外，該工藝還可用于從其他固體燃料（如木屑等生物質(zhì)）中生產(chǎn)合成氣。
通過新工藝生產(chǎn)的富氫合成氣具有許多有益的應(yīng)用。氫氣是所有已知燃料中單位重量能量含量最高的，是一種極好的能源載體。它可用于內(nèi)燃機(jī)和燃料電池，并可用于化學(xué)加工、石油回收和精煉、金屬生產(chǎn)和制造以及航空航天。由于 NETL 工藝產(chǎn)生的合成氣未用氮稀釋，因此合成氣制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳可直接用于封存或其他用途。
化學(xué)工業(yè)是合成氣的最大用戶之一，用于生產(chǎn)甲醇、各種肥料、溶劑和塑料（如聚氨酯和尼龍）、以及樹脂、藥物、粘合劑和油漆。
Siriwardane 表示：“由煤生產(chǎn)的合成氣可以轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品，同時(shí)提供一種利用煤中碳而不產(chǎn)生二氧化碳排放的方法。”利用氣化工藝將煤炭轉(zhuǎn)化為電力將發(fā)揮越來越重要的作用。全球煤炭?jī)r(jià)格穩(wěn)定，供應(yīng)充足，是氣化技術(shù)的主要原料選擇。
使用銅/鐵鋁尖晶石催化劑、煤和蒸汽在流化床反應(yīng)器中演示了生產(chǎn)無氮合成氣的新型 NETL 工藝，其中原料為 Wyodak 煤和 Rosebud 煤（均為亞煙煤）、褐煤和伊利諾伊州 6 號(hào)煤（一種煙煤）。
NETL 是美國能源部下屬的國家實(shí)驗(yàn)室，致力于推動(dòng)創(chuàng)新，為未來的能源安全提供解決方案。NETL 憑借其專業(yè)知識(shí)和研究設(shè)施，正在推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，以釋放美國經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、可靠且安全的國內(nèi)能源和自然資源。
【免責(zé)聲明】本號(hào)所載或分享來源于互聯(lián)網(wǎng)和其它網(wǎng)站內(nèi)容、微信公眾號(hào)等公開渠道，只是出于傳遞信息技術(shù)，不用做商業(yè)用途，僅供參考，同時(shí)對(duì)其觀點(diǎn)保持中立，并已標(biāo)明來源出處，若涉侵權(quán)等問題，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們刪除，謝謝！
電話：18191851990
