洁净煤技术

作者：万宏宾, 崔洪宇, 姚金刚, 范超, 牛保鑫, 柳善建, 颜蓓蓓, 陈冠益, 程占军

关键词：生物质气化,自供热,AspenPlus模拟,绿氢,经济环境分析

在“双碳”背景下，生物质能作为可再生能源的关键组成部分，逐渐成为实现碳中和目标的重要技术路径。自供热式吸附强化生物质气化（SSEG）作为一种新兴的气化技术，通过吸附与气化的协同作用，在提高氢气生产效率和减少碳排放方面表现出显著的优势。因此，自供热式吸附强化生物质气化与蒸汽重整耦合（SSEG−SR）工艺被提出。利用Aspen Plus软件对该工艺进行建模与仿真，采用吉布斯反应器对气化与重整过程进行热力学建模，并结合Peng-Robinson立方状态方程和Boston-Mathias函数进行物性估算，从物料流、能量流、经济性及环境影响等方面对SSEG−SR工艺链进行了全面分析。通过与现有试验数据和工业运营数据的对比，验证了模型构建的准确性和可靠性。物料流分析结果表明：生产1 t氢气SSEG−SR工艺需消耗7.63 t生物质原料，氢气转换率达到77.35%。能量分析显示，输入系统的7 468.11 kW能量中，有279.99 kW用于气化供能，4 362.52 kW转化为氢能，系统的能量转换效率为58.42%。经济分析表明，SSEG系统的总资本投资为9.2×108元，是同规模煤制氢工艺的1.2倍，最终氢气成本为18.2元/kg。环境分析结果显示，SSEG−SR工艺处理1 t生物质的全球升温潜能值（GWP）与酸化潜能值（AP）分别为1 036.83 kg和6.40 kg。SSEG−SR工艺的开发与应用，对推动生物质能高效、低碳转化技术向绿氢产业的推广具有重要意义，有助于加速“双碳”目标下的可持续能源转型。

来源：2025年第9期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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