中文摘要：

随着全球大气"温室效应"问题日益严峻，在未来的可持续能源系统中，氢有望成为重要的载能体，因而越来越引起世界各国政府与科研人员的关注,其中可再生能源生物质气化制氢具有很大的发展前景。对我国这样一个农业大国，含有大量生物质资源如木屑、秸秆等，开展生物质制氢研究具有重要意义。本课题以典型的生物质如木屑、秸秆等原料制成颗粒状型料作为气化反应物料，加入以MgO/CaO为床料、过热蒸气为流化气体介质的增压流化床气化反应器内，在特定的温度和压力条件下进行生物质气化制氢，以及CO2与MgO/CaO的固化反应；研究生物质在MgO/CaO条件下蒸气气化气化反应机理以及催化反应特性，分析探讨MgO/CaO对气化产物的影响及其作用，对该系统进行热力性能分析，优化系统参数，实现真正生物质高效制氢零排放。

结论摘要：

随着全球大气"温室效应"问题日益严峻，在未来的可持续能源系统中，氢有望成为重要的载能体，其中可再生能源生物质气化制氢具有很大的发展前景，是当前世界各国研究热点之一。我国拥有大量生物质资源如木屑、秸秆等，开展生物质制氢研究具有重要意义。本项目以典型的生物质如木屑、秸秆等原料为气化反应物料，以MgO/CaO、NiO、橄榄石、Fe粉等为催化剂，利用热重－红外联用、管式气化方法进行了催化热解与催化气化试验研究，并在此基础上建立了串行流化床制取富氢气体的试验装置。通过试验研究和模拟计算相结合探讨了生物质热解气化反应机理以及催化反应特性，确立了适合的催化剂种类；探讨了温度、压力、水蒸气/生物质配比等参数对气化制氢的影响，获得了催化与非催化条件下高效制氢的热力学参数。其中常压下Fe粉和NiO催化效果较显著，加压下MgO/CaO催化作用明显增强，外供热时氢产率最大为130g/(kg生物质daf)；串行流化床自供热下氢预测产率可达96g/(kg生物质daf)。并提出了串行流化床气化制氢技术与MCFC燃料电池相结合的联合循环发电系统，系统热力性能分析表明系统净效率最大可达60％以上，从而实现高效清洁制氢。