科普：煤造氢零排放工艺
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颁布功夫：2025-10-27 13:45:00
钙基催化剂对煤与水蒸气的中温气化有很大的催化作用，能显著提高气化反映速度。
美国拉斯阿拉莫斯尝试室(LANL)提出了一种零排放的煤造/发电技术(ZECA)，其技术路线如下:将高温蒸汽和煤反映天生H2和CO2，其中H2即被用作高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的燃料，产生电力，CO2则和Ca0反映天生CaCO3，而后CaCO3在高温下煅烧为高纯度的CO2，其CaO则被过程回收利用。开释出来的CO2则和MgSO4反映天生不变的可贮存的MgCO3矿物。目前，该技术在结合开发中，参与单元蕴含8个美国煤有关公司和LANL，还有加拿大的8个公司和机构。煤的热利用率可达70%
零排放煤造氢系统示意图
该系统利用煤和水反映产生H2，在水煤气化过程中加人CaO作为二氧化碳吸收剂，大大提高碳转化为氢的效能，并以产生的H2为原料，与固体氧化物燃料电池(SOFC)结合产生电能，网络二氧化碳并实现对二氧化碳的无害处置。在该系统中，首先将煤粉与水造成的水煤浆送人气化器，在气化器中煤与水在肯定温度和压力下反映天生复杂的气体混合物(重要成分是一氧化碳和甲烷)，产生的灰渣在此排出;气化器中产生的混合气，即合成气经过净化后再进人氧化钙沉整器，在这里进行水气沉整和变换反映，CO进一步与水反映天生H2和CO2，同时CH4转化成CO继而转化为H2和CO2，产生的新混合气体蕴含H2、CO、CO2，其中产生的 CO2会与沉整器中的 CaO反映天生 CaCO3，由于 CO2被 CaO 吸收，从而对推动反映器中产生的反映平衡朝天生CO的方向移动，促使更多的碳转化为CO2，提高了碳转化为氢的效能;在氧化钙沉整器中最终产生富氢而贫碳的气体(重要成分为H2)，产品气除一部门进入气化器参加气化反映表，其余的会进入固体氧化物燃料电池(SOFC)，产生电能和热量，H2氧化成为水，能够循环利用;氧化钙沉整器中产生的CaCO3在煅烧炉中利用固体氧化物燃料电池产生的废热煅烧，使CaO再生，实现CaO的循环利用，产生的纯CO2气体能够网络利用，从而形成一个齐全的物料和能量的循环系统:输入煤和水，产生电能和热，整个造氢过程险些不产生传染物，达到近零排放的主张。
综上所述，美国LANL尝试室重要思路是用CaO来吸收CO，CaO循环使用，且造系统与燃料电池相结合。但由于CaCO3分化必要大量的热量，在该系统中用经燃料电池加热后的CO作为热源，这就必要CO气流拥有很高的温度。若是换热选取非直接接触方式，对资料要求较高，如选取直接换热方式，CaCO:中混入了大量的CO，使化学反映平衡向天生CaCO;的方向移动，突破原有的化学平衡。此表，在该系统中，由于碳水反映与水气反映单独进行，中央需复杂的气体净化设备。
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