随着能源形势和环境污染问题日趋严重,合理开发和利用新型可再生的清洁能源已成为当前紧迫的任务。由于氢能具有无污染、高效等特点,在未来的可持续能源系统中,氢有望成为重要的载能体。生物质气化制氢是富有发展前景的利用可再生资源制氢技术。但是,制约目前生物质气化制氢技术发展的主要问题是产气中焦油含量高和H2含量低。本文提出一种生物质催化气化制取高浓度氢气的工艺,该工艺综合了生物质快速热解、焦油催化转化和催化剂再生等特点。　　 围绕该工艺的构建,本文运用模拟计算和试验研究两种方法对生物质气化制氢进行研究,主要展开下述工作:　　 (1)利用Aspen Plus化工模拟软件建立了生物质气化模型,对工艺过程进行模拟计算。重点研究了气化温度、气化压力、水蒸气与生物质质量配比、催化剂与生物质质量配比等因素对生物质气化制氢的影响。模拟结果表明:未加催化剂条件下,生物质水蒸气气化可获得体积分数30-45％的富氢燃料气；添加催化剂CaO后H2产率可达77.5g／kg,H2体积分数可达到74.5％,相比无催化剂工况提高了约30％。CaO对生物质气化制氢过程的催化作用非常显著。模拟计算表明本文所建模型比较全面的反映了生物质气化制氢规律,为试验系统设计、调试和运行提供了理论指导。　　 (2)建立了生物质处理量为40kg／h的气化试验装置,主要包括空气与蒸汽供给系统、循环流化床气化炉、冷却与换热系统等。利用本实验室自行设计的系统,对生物质水蒸气催化气化进行了试验研究,分析了各工艺参数对生物质催化气化的影响。试验研究表明:气化温度、水蒸气与生物质质量配比、CaO与生物质质量配比对生物质气化过程的影响与模拟计算分析得到的结论基本相同。高温强化了生物质、焦油热分解等反应产生较多氢气,但是不利于CaO碳酸化反应。当气化温度高于800℃,CaO的催化作用不明显,所以生物质气化操作的最佳温度在650-700℃。综合考虑水蒸气加入量对气化反应器温度和气化反应时间的影响,生物质气化操作的最佳配比S／B在0.8—1.0。　　 上述研究结果表明,生物质催化气化制氢工艺可以制取H2含量高的产气。这些工作为工艺完善和工程放大提供了一定的理论和试验基础。