综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝项目
可行性研究报告
中咨国联出品
目录
第一章总论 (9)
1.1项目概要 (9)
1.1.1项目名称 (9)
1.1.2项目建设单位 (9)
1.1.3项目建设性质 (9)
1.1.4项目建设地点 (9)
1.1.5项目负责人 (9)
1.1.6项目投资规模 (10)
1.1.7项目建设规模 (10)
1.1.8项目资金来源 (12)
1.1.9项目建设期限 (12)
1.2项目建设单位介绍 (12)
1.3编制依据 (12)
1.4编制原则 (13)
1.5研究范围 (14)
1.6主要经济技术指标 (14)
1.7综合评价 (16)
第二章项目背景及必要性可行性分析 (18)
2.1项目提出背景 (18)
2.2本次建设项目发起缘由 (20)
2.3项目建设必要性分析 (20)
2.3.1促进我国综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝产业快速
发展的需要 (21)
2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (21)
2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (22)
2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (22)
2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (22)
2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (23)
2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (23)
2.4项目可行性分析 (24)
2.4.1政策可行性 (24)
2.4.2市场可行性 (24)
2.4.3技术可行性 (24)
2.4.4管理可行性 (25)
2.4.5财务可行性 (25)
2.5综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝项目发展概况 (26)
2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (26)
2.5.2试验试制工作情况 (26)
2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (27)
2.5.4综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝项目建议书的编
制、提出及审批过程 (27)
2.6分析结论 (27)
第三章行业市场分析 (29)
3.1市场调查 (29)
3.1.1拟建项目产出物用途调查 (29)
3.1.2产品现有生产能力调查 (29)
3.1.3产品产量及销售量调查 (30)
3.1.4替代产品调查 (30)
3.1.5产品价格调查 (30)
3.1.6国外市场调查 (31)
3.2市场预测 (31)
3.2.1国内市场需求预测 (31)
3.2.2产品出口或进口替代分析 (32)
3.2.3价格预测 (32)
3.3市场推销战略 (32)
3.3.1推销方式 (33)
3.3.2推销措施 (33)
3.3.3促销价格制度 (33)
3.3.4产品销售费用预测 (33)
3.4产品方案和建设规模 (34)
3.4.1产品方案 (34)
3.4.2建设规模 (34)
3.5产品销售收入预测 (35)
3.6市场分析结论 (35)
第四章项目建设条件 (36)
4.1地理位置选择 (36)
4.2区域投资环境 (37)
4.2.1区域概况 (37)
4.2.2地形地貌条件 (37)
4.2.3气候条件 (37)
4.2.4交通区位条件 (38)
4.2.5经济发展条件 (39)
第五章总体建设方案 (41)
5.1总图布置原则 (41)
5.2土建方案 (41)
5.2.1总体规划方案 (41)
5.2.2土建工程方案 (42)
5.3主要建设内容 (43)
5.4工程管线布置方案 (44)
5.4.1给排水 (44)
5.4.2供电 (46)
5.5道路设计 (48)
5.6总图运输方案 (48)
5.7土地利用情况 (48)
5.7.1项目用地规划选址 (48)
5.7.2用地规模及用地类型 (48)
第六章产品方案 (51)
6.1产品方案 (51)
6.2产品性能优势 (51)
6.3产品执行标准 (51)
6.4产品生产规模确定 (51)
6.5产品工艺流程 (52)
6.5.1产品工艺方案选择 (52)
6.5.2产品工艺流程 (52)
6.6主要生产车间布置方案 (59)
6.7总平面布置和运输 (59)
6.7.1总平面布置原则 (59)
6.7.2厂内外运输方案 (59)
6.8仓储方案 (60)
第七章原料供应及设备选型 (61)
7.1主要原材料供应 (61)
7.2主要设备选型 (61)
7.2.1设备选型原则 (62)
7.2.2主要设备明细 (62)
第八章节约能源方案 (65)
8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (65)
8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (65)
8.2.1能源消耗种类 (65)
8.2.2能源消耗数量分析 (66)
8.3项目所在地能源供应状况分析 (66)
8.4主要能耗指标及分析 (66)
8.4.1项目能耗分析 (66)
8.4.2国家能耗指标 (67)
8.5节能措施和节能效果分析 (67)
8.5.1工业节能 (67)
8.5.2电能计量及节能措施 (68)
8.5.3节水措施 (68)
8.5.4建筑节能 (69)
8.5.5企业节能管理 (70)
8.6结论 (70)
第九章环境保护与消防措施 (71)
9.1设计依据及原则 (71)
9.1.1环境保护设计依据 (71)
9.1.2设计原则 (71)
9.2建设地环境条件 (71)
9.3 项目建设和生产对环境的影响 (72)
9.3.1 项目建设对环境的影响 (72)
9.3.2 项目生产过程产生的污染物 (73)
9.4 环境保护措施方案 (74)
9.4.1 项目建设期环保措施 (74)
9.4.2 项目运营期环保措施 (75)
9.4.3环境管理与监测机构 (76)
9.5绿化方案 (77)
9.6消防措施 (77)
9.6.1设计依据 (77)
9.6.2防范措施 (77)
9.6.3消防管理 (79)
9.6.4消防设施及措施 (79)
9.6.5消防措施的预期效果 (80)
第十章劳动安全卫生 (81)
10.1 编制依据 (81)
10.2概况 (81)
10.3 劳动安全 (81)
10.3.1工程消防 (81)
10.3.2防火防爆设计 (82)
10.3.3电气安全与接地 (82)
10.3.4设备防雷及接零保护 (82)
10.3.5抗震设防措施 (83)
10.4劳动卫生 (83)
10.4.1工业卫生设施 (83)
10.4.2防暑降温及冬季采暖 (84)
10.4.3个人卫生 (84)
10.4.4照明 (84)
10.4.5噪声 (84)
10.4.6防烫伤 (84)
10.4.7个人防护 (84)
10.4.8安全教育 (85)
第十一章企业组织机构与劳动定员 (86)
11.1组织机构 (86)
11.2激励和约束机制 (86)
11.3人力资源管理 (87)
11.4劳动定员 (87)
11.5福利待遇 (88)
第十二章项目实施规划 (89)
12.1建设工期的规划 (89)
12.2 建设工期 (89)
12.3实施进度安排 (89)
第十三章投资估算与资金筹措 (91)
13.1投资估算依据 (91)
13.2建设投资估算 (91)
13.3流动资金估算 (93)
13.4资金筹措 (93)
13.5项目投资总额 (94)
13.6资金使用和管理 (99)
第十四章财务及经济评价 (100)
14.1总成本费用估算 (100)
14.1.1基本数据的确立 (100)
14.1.2产品成本 (101)
14.1.3平均产品利润与销售税金 (102)
14.2财务评价 (102)
14.2.1项目投资回收期 (102)
14.2.2项目投资利润率 (103)
14.2.3不确定性分析 (103)
14.3综合效益评价结论 (106)
第十五章风险分析及规避 (108)
15.1项目风险因素 (108)
15.1.1不可抗力因素风险 (108)
15.1.2技术风险 (108)
15.1.3市场风险 (108)
15.1.4资金管理风险 (109)
15.2风险规避对策 (109)
15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (109)
15.2.2技术风险规避对策 (109)
15.2.3市场风险规避对策 (109)
15.2.4资金管理风险规避对策 (110)
第十六章招标方案 (111)
16.1招标管理 (111)
16.2招标依据 (111)
16.3招标范围 (111)
16.4招标方式 (112)
16.5招标程序 (112)
16.6评标程序 (113)
16.7发放中标通知书 (113)
16.8招投标书面情况报告备案 (113)
16.9合同备案 (113)
第十七章结论与建议 (114)
17.1结论 (114)
17.2建议 (114)
附表 (115)
附表1 销售收入预测表 (115)
附表2 总成本表 (116)
附表3 外购原材料表 (117)
附表4 外购燃料及动力费表 (118)
附表5 工资及福利表 (119)
附表6 利润与利润分配表 (120)
附表7 固定资产折旧费用表 (121)
附表8 无形资产及递延资产摊销表 (122)
附表9 流动资金估算表 (123)
附表10 资产负债表 (124)
附表11 资本金现金流量表 (125)
附表12 财务计划现金流量表 (126)
附表13 项目投资现金量表 (128)
附表14 借款偿还计划表 (130)
附表 (132)
附表1 销售收入预测表 (132)
附表2 总成本费用估算表 (134)
附表3 外购原材料表 (135)
附表4 外购燃料及动力费表 (136)
附表5 工资及福利表 (137)
附表6 利润与利润分配表 (138)
附表7 固定资产折旧费用表 (139)
附表8 无形资产及递延资产摊销表 (140)
附表9 流动资金估算表 (141)
附表10 资产负债表 (142)
附表11 资本金现金流量表 (143)
附表12 财务计划现金流量表 (144)
附表13 项目投资现金量表 (146)
附表14借款偿还计划表 (148)
第一章总论
总论作为可行性研究报告的首章，要综合叙述研究报告中各章节的主要问题和研究结论，并对项目的可行与否提出最终建议，为可行性研究的审批提供方便。总论章可根据项目的具体条件，参照下列内容编写。（本文档当前的正文文字都是告诉我们在该处应该写些什么，当您按要求写出后，这些说明文字的作用完成，就可以删除了。编者注）
1.1项目概要
1.1.1项目名称
企业或工程的全称，应和项目建议书所列的名称一致
综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝生产项目1.1.2项目建设单位
承办单位系指负责项目筹建工作的单位，应注明单位的全称和总负责人
中咨国联项目管理咨询有限公司
1.1.3项目建设性质
新建或技改项目
1.1.4项目建设地点
本项目建设地点为陕西省兴平市庄头镇工业园区
1.1.5项目负责人
刘海
1.1.6项目投资规模
本次项目的总投资为XXX万元，其中，建设投资为XX万元（土建工程为XXX万元，设备及安装投资XXX万元，土地费用XXX万元，其他费用为XX万元，预备费XX万元），铺底流动资金为XX万元。
本次项目建成后可实现年均销售收入为XX万元，年均利润总额XX 万元，年均净利润XX万元，年上缴税金及附加为XX万元，年增值税为XX万元；投资利润率为XX%，投资利税率XX%，税后财务内部收益率XX%，税后投资回收期(含建设期)为5.47年。
项目的总投资为17000.00万元，其中，建设投资为10000.00万元（土建工程为3234.00万元，设备及安装投资4565.00万元，土地费用750.00万元，其他费用为1189.16万元，预备费261.84万元），建设期利息为367.50万元，铺底流动资金为6632.50万元。
项目建成后，达产年可实现年产值50000.00万元，年均销售收入为39545.45万元，年均利润总额10350.34万元，年均净利润7762.75万元，年均上缴税金及附加为222.61万元，年均上缴增值税为2226.11万元；投资利润率为60.88%，投资利税率75.29%，税后财务内部收益率50.24%，税后投资回收期(含建设期)为3.22年。
1.1.7项目建设规模
主要产品及副产品品种和产量，案例如下：
本次“综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝产业项目”建成后主要生产产品：综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝
达产年设计生产能力为：年产综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产
10万吨聚合氯化铝产品XXX(产量)。
项目总占地面积XX亩，总建筑面积XXX.00平方米；主要建设内容及规模如下：
主要建筑物、构筑物一览表
工程类别工段名称层数占地面积（m2）建筑面积（m2）
1、主要生产系统生产车间1 1 生产车间2 1 生产车间3 1 生产车间4 1 原料库房 1 成品库房 1
2、辅助生产系统
办公综合楼8 技术研发中心 4 倒班宿舍、食堂 5 供配电站及门卫室 1 其他配套建筑工程 1 合计
行政办公及生活设施占地面积
3、辅助设施道路及停车场 1 绿化 1
本项目建成后主要生产产品为综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝，达产年设计产能为：年产综合利用生物质废弃物及废盐酸年生产10万吨聚合氯化铝系列产品XXX万吨。
本次建设项目占地面积50亩，总建筑面积20020.00 平方米；主要建设内容及规模如下：
主要建筑物、构筑物一览表
序号单体名称占地面积（m2）层数建筑面积（m2）
1 标准工业厂房9000.00 1 9000.00
2 标准库房4600.00 1 4600.00
3 办公综合楼800.00 3 2400.00
4 职工宿舍、食堂800.00 4 3200.00
5 配电房220.00 1 220.00
6 门卫室40.00 1 40.00
7 环保处理站300.00 1 300.00
8 其他辅助设施260.00 1 260.00
合计16020.00 20020.00 行政办公及其他设施占地面积1060.00
公共设施道路及硬化9800.00 9800.00 绿化4200.00 4200.00
1.1.8项目资金来源
本次项目总投资资金XX.00万元人民币，其中由项目企业自筹资金XX.00万元，申请银行贷款XX.00万元。
本项目总投资资金17000.00万元人民币，资金来源为项目企业自筹资金12000.00万元，申请银行贷款5000.00万元。
1.1.9项目建设期限
本次项目建设期从2018年XX月至2019年XX月，工程建设工期为XX个月。
本项目建设从2018年6月—2020年5月，建设工期共计24个月。
1.2项目建设单位介绍
项目公司简介
1.3编制依据
在可行性研究中作为依据的法规、文件、资料、要列出名称、来源、发布日期。并将其中必要的部分全文附后，作为可行性研究报告的附件，这些法规、文件、资料大致可分为四个部分：
项目主管部门对项目的建设要求所下达的指令性文件；对项目承办单位或可行性研究单位的请示报告的批复文件。
可行性研究开始前已经形成的工作成果及文件。
国家和拟建地区的工业建设政策、法令和法规。
根据项目需要进行调查和收集的设计基础资料。
案例如下：
1.《中华人民共和国国民经济和社会发展“十三五”规划纲要》；
2.《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》；
3.《产业“十三五”发展规划》；
4.《本省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》；
5.《国家战略性新兴产业“十三五”发展规划》；
6.《国家产业结构调整指导目录（2011年本）》；
7.《建设项目经济评价方法与参数及使用手册》（第三版）；
8.《工业可行性研究编制手册》；
9.《现代财务会计》；
10.《工业投资项目评价与决策》；
11.项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据；
12.国家公布的相关设备及施工标准。
1.4编制原则
（1）充分利用企业现有基础设施条件，将该企业现有条件（设备、场地等）均纳入到设计方案，合理调整，以减少重复投资。
（2）坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则，采用国内最先进的产品生产技术，设备选用国内最先进的，确保产品的质量，以达到企业的高效益。
（3）认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。
（4）设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高能源的重复利用率。
（5）注重环境保护，在建设过程中采用行之有效的环境综合治理措施。
（6）注重劳动安全和卫生，设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。
1.5研究范围
本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证；对产品的市场需求情况进行了重点分析和预测，确定了本项目的产品生产纲领；对加强环境保护、节约能源等方面提出了建设措施、意见和建议；对工程投资、产品成本和经济效益等进行计算分析并作出总的评价；对项目建设及运营中出现风险因素作出分析，重点阐述规避对策。
1.6主要经济技术指标
项目主要经济技术指标表
序号项目名称单位数据和指标
一主要指标
1 总占地面积亩
2 总建筑面积㎡
3 道路㎡
4 绿化面积㎡
5 总投资资金，其中：万元
建筑工程万元
设备及安装费用万元
土地费用万元
二主要数据
1 达产年年产值万元
2 年均销售收入万元
3 年平均利润总额万元
4 年均净利润万元
5 年销售税金及附加万元
6 年均增值税万元
7 年均所得税万元
8 项目定员人
9 建设期月
三主要评价指标
1 项目投资利润率% 29.80%
2 项目投资利税率% 40.55%
3 税后财务内部收益率% 18.97%
4 税前财务内部收益率% 26.51%
5 税后财务静现值(ic=10%)万元
6 税前财务静现值(ic=10%)万元
7 投资回收期(税后)含建设期年 5.47
8 投资回收期(税前)含建设期年 4.36
9 盈亏平衡点% 45.18%
项目主要经济技术指标表
序号项目名称单位数据和指标一主要指标
1 总占地面积亩50.00
2 总建筑面积㎡20020.00
3 达产年设计生产能力万吨/年10.00
4 总投资资金，其中：万元17000.00 4.1 建筑工程费用万元3234.00 4.2 设备及安装费用万元4565.00 4.3 土地费用万元750.00 4.4 其他费用万元1189.16 4.
5 预备费用万元261.84 4.
6 建设期利息万元367.50 4.
7 铺底流动资金万元6632.50 二主要数据
生物质制氢发展和前景研究 作者袁超 学号 201206030121 摘要：氢气作为一种清洁无污染的新型能源越来越受到人们的关注。与传统制氢方法相比，生物制氢技术的能耗低，对环境无害，已经逐渐引起了人们的重视。 Abstract：Hydrogen as a clean pollution-free new energy more and more get the attention of people. Compared with the traditional hydrogen production methods, biological hydrogen production technology of low energy consumption, harmless to the environment, has gradually aroused people's attention 关键词；发酵；制氢；酶；影响因素；前景;生物制氢 前言:据估计，地球上每年生长的生物质总量约相当于目前世界总能耗的l0倍，我国年产农作物秸秆6亿多t，可利用生物质资源约30亿t。从资源本身的属性来说，生物质是能量和氢的双重载体，生物质自身的能量足以将其含有的氢分解出来，合理的工艺还可利用多余能量额外分解水，得到更多的氢。生物质能是低硫和二氧化碳零排放的洁净能源，可避免化石能源制氢过程对环境的污染，从源头上控制
二氧化碳排放。与传统制氢方法相比，生物制氢技术的能耗低，对环境无害[ 1 ]。该文章从生物质制氢的原理入手，综述了多种生物质制氢方法，并以生物质制氢为中心对生物利用进行讨论。 正文 1生物制氢的方法 1.1生物质催化气化制氢 生物质催化气化制氢是加入水蒸气的部分氧化反应，类似于煤炭气化的水煤气反应，得到含氢和较多一氧化碳的水煤气，然后进行变换反应使一氧化碳转变，最后分离氢气。由于生物质气化产生较多焦油，研究者在气化器后采用催化裂解的方法以降低焦油并提高燃气中氧含量，催化剂为镍基催化剂或较。为便宜的白云石、石灰石等。气化过程可采用空气或富氧空气与水蒸气一起作为气化剂，产品气主要是氢、一氧化碳和少量二氧化碳。气化介质不同，燃料气组成及焦油含量也不同。使用空气时由于氮的加入，使气化后燃气体积增大，增加了氢气分离的难度；使用富氧空气时需增加富氧空气制取设备[2]。Dernmirbas[3]认为含水质量分数在35％以下的生物质适合采用气化制氢技术。
制氢技术综述&制氢技术路线选择 一、工业制氢技术综述 1.工业制氢方案 工业制氢方案很多，主要有以下几类： （1）化石燃料制氢：天然气制氢、煤炭制氢等。 （2）富氢气体制氢：合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。 （3）甲醇制氢：甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。 （4）水解制氢：电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解、高温电解、光电 解、生物光解、热化学水解。 （5）生物质制氢。 （6）生物制氢。 2.工业制氢方案对比选择 （1）煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂，得到的氢气成本也高。 （2）由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低，不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。 （3）国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢，只有中能用的是天然气制氢，而国外应用的更多是甲醇制氢，因此，我们重点选择以下三类方案进行对比： （A）天然气制氢 （B）甲醇制氢 （C）水电解制氢 3. 天然气制氢
（1）天然气部分氧化制氢因需要大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。 （2）天然气自热重整制氢由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高，生产能力低的特点。 （3）天然气绝热转化制氢大部分原料反应本质为部分氧化反应。 （4）天然气高温裂解制氢其关键问题是，所产生的碳能够具有特定的重要
用途和广阔的市场前景。否则，若大量氢所副产的碳不能得到很好应用，必将限制其规模的扩大。 （5）天然气水蒸汽重整制氢，该工艺连续运行, 设备紧凑, 单系列能力较大, 原料费用较低。 因此选用天然气水蒸汽重整制氢进行方案对比。 4.甲醇制氢 （1）甲醇分解制氢，该反应是合成气制甲醇的逆反应，在低温时会产生少量的二甲醚。 （2）甲醇水蒸汽重整制氢，是甲醇制氢法中氢含量最高的反应。这种装置已经广泛使用于航空航天、精细化工、制药、小型石化、特种玻璃、特种钢铁等
中国生物工程杂志 China B i otechnol ogy,2006,26(5):107～112 生物质制氢技术研究进展 于 洁 1,2 肖 宏 13 (1中国科学院上海生命科学研究院生命科学信息中心 上海 200031 2中国科学院研究生院 北京 100039) 摘要 氢能以其清洁,来源及用途广泛等优点成为最有希望的替代能源之一,用可再生能源制氢是氢能发展的必然趋势。由于生物质制氢具有一系列独特的优点,它已成为发展氢经济颇具前景的研究领域之一。生物质制氢技术可以分为两类,一类是以生物质为原料利用热物理化学方法制取氢气,如生物质气化制氢,超临界转化制氢,高温分解制氢等热化学法制氢,以及基于生物质的甲烷、甲醇、乙醇的化学重整转化制氢等;另一类是利用生物转化途径转换制氢,包括直接生物光解,间接生物光解,光发酵,光合异养细菌水气转移反应合成氢气,暗发酵和微生物燃料电池等技术。综述了目前主要的生物质制氢技术及其发展概况,并分析了各技术的发展趋势。关键词 生物质 制氢 气化 高温分解 超临界水 微生物电池中图分类号 Q819 收稿日期:2006201209 修回日期:2006204210 3通讯作者,电子信箱:hxiao@sibs .ac .cn 化石能源的渐进枯竭,国际市场油价的日高一日,给我国高速发展的社会经济带来越来越大的压力。根据国家海关总署提供的资料,我国从1993年变为石油净进口国。过去的10年中,我国石油需求量几乎翻了一番。同时,环境生态问题与国家安全问题日益受到各国的高度重视,新替代能源的研制和开发已成为各国科研生产的战略重点之一。 氢能被誉为21世纪的绿色能源。氢气的燃烧只产生水,能够实现真正的“零排放”。相比于目前已知的燃料,氢的单位质量能量含量最高,其热值达到 143MJ /kg,约为汽油的3倍,并且氢的来源广泛。鉴于 化石能源的不可再生性及其造成的环境污染问题,特别是石化资源渐趋枯竭,利用可再生能源制氢已成为当务之急和氢能发展的长久之计。目前,“氢经济”已引起世界很多国家的高度重视,并已被纳入发展计划。 生物质制氢技术不同于风能、太阳能、水能之处在于生物质制氢技术不仅可以有“生物质产品”的物质性生产,还可以参与资源的节约和循环利用。例如气化制氢技术可用于城市固体废物的处理,微生物制氢过 程能有效处理污水,改造治理环境。微生物燃料电池 (MFC ),可以处理人类粪便、农业和工业废水等有机废 水。微生物发酵过程还能生产发酵副产品,例如重要的工业产品辅酶Q ,微生物本身又是营养丰富的单细胞蛋白,可用于饲料添加剂等。 1 技术概述及研究进展 生物质制氢技术可以分为两类,一类是以生物质为原料利用热物理化学原理和技术制取氢气,如生物质气化制氢,超临界转化制氢,高温分解制氢等。以及基于生物质的甲烷、甲醇、乙醇转化制氢;另一类是利用生物途径转换制氢,如直接生物光解,间接生物光解,光发酵,光合异养细菌水气转移反应合成氢气,暗发酵和微生物燃料电池技术。基于生物质发酵产物的甲烷、甲醇、乙醇等简单化合物也可以通过化学重整过程转化为氢气。目前生物质制氢的研究主要集中在如何高效而经济地转换和利用生物质。高温裂解和气化制氢适用于含湿量较小的生物质,含湿量高于50%的生物质可以通过细菌的厌氧消化和发酵作用制氢。有些湿度较大的生物质亦可利用超临界水气化制氢 [1] 。 一些主要的生物质制氢原料及常用方法见表1。
生物制氢 环工1402 2014011315许江东 摘要：基于2H2+O2＝2H2O，氢气燃烧不产生CO2这种温室气体，所以氢气被称为清洁能源，具有广大的应用前景，导致制氢技术具有很高的研究价值。简要概述了生物制氢的几种方法，包括光发酵、暗发酵、两步发酵、光解水等技术，并在此基础上，探讨可能的突破方向。 关键字：生物制氢；光解水；光发酵；暗发酵；两步发酵 引言 如果把社会比作一台机器，那么能源就是这台机器必不可少的能量来源。现如今全球大部分的能源来自于化石燃料的燃烧，这不仅产生了大量的CO2等温室气体，还浪费了这种不可再生能源。氢气燃烧仅产生水，而且放热远大于碳水化合物。氢气燃烧的最高热值是122 kJ/g，比碳水化合物燃料高2.75倍【1】。在生物制氢之前，已经有了一些制氢技术。 ①水电解法:以铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液,阳极产生02,阴极产生H2。该方法成本较高,在电解过程只有15%的电能最终被转化为氢能,高达85 %的电能得不到合理利用被白白地浪费掉。但产品纯度大,可直接生产99.7%以上纯度的氢气。目前工业用氢总量的4%来源于水电解法。 ②热化学法:这种方法采用高温热解进行制氢,水在3000 °C条件下会发生热化学反应,生成H2和02。该方法对温度的要求较高,因此设备和能源的要求和花费较大,虽然经过研究人员的不懈努力,现在已经将热解温度降低到1000°C,但是与其他方法相比依然成本过高消耗过大。 ③等离子化学法:以石油、煤、天然气与水蒸气等物质为原料进行一系列反应生成水煤气,然后将水煤气和水蒸气一起通过灼热的Fe203(氧化剂)后就会产生C02和H2,经过简单的气体分离和干燥技术即可得到氢气。 ④光电化学法:这是一种比较新的方法,主要原理就是利用一些半导体材料和电解质溶液使其组成光电化学电池,在阳光照射下通过电化学方法生产出H2的过程。 而生物制氢法是通过发酵微生物或光合微生物的作用,在适当的工程条件下
生物质废弃物制氢技术(2) 3 等离子体热解、气化制氢 用等离子体进行生物质转化是一项完全不同于传统生物质转化形式的工艺，引起了许多研究者的普遍注意。目前产生等离子的手段有很多，如聚集炉，极光束，闪光管，微波等离子以及电弧等离子等。其中电弧等离子体是一种典型的热等离子体，其特点是温度极高，可达到上万度，并且这种等离子体还含有大量各种类型的带电离子、中性离子以及电子等活性物种。生物质在氮的气氛下经电弧等离子体热解后，产品气中的主要组分就是H2和CO，并完全不含焦油。在等离子体气化中，可通进水蒸气，以调节H2和CO的比例，为制取其他液体燃料作准备。 4 微生物制氢 微生物制氢技术亦受人们的关注。利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可制得氢气。根据微生物生长所需能源来源，能够产生氢气的微生物，大体上可分为两大类：如下图所示。 一类是光合菌，利用有机酸通过光产生H2和CO2。利用光合菌从有机酸制氢的研究在七、八十年代就相当成熟。但由于其原料来源于有机酸，限制了这种技术的工业化大规模使用。 另一类是厌氧菌，利用碳水化合物、蛋白质等，产生H2、CO2和有机酸。目前，利用厌氧进行微生物制氢的研究大体上可分为三种类型。一是采用纯菌种和固定技术进行微生物制氢，但因其发酵条件要求严格，目前还处于实验室研究阶段。二是利用厌氧活性污泥进行有机废水发酵法生物制氢；三是利用连续非固定化高效产氢细菌使含有碳水化合物、蛋白质等的物质分解产氢，其氢气转化率可达30%左右。 5 研究进展5.1 生物质气化技术 我国的生物质气化技术已达到工业示范和应用阶段。中国科学院广州能源所多年来进行了生物质气化技术的研究，其气化产物中氢气约占10%,热值达11MJ/m3。在国外，由于转化技术水平较高，生物质气化已能大规模生产水煤气，且氢气含量也较高。 5.2 水蒸气催化变换 国外对生物质的水蒸气催化气化进行了实验研究，其单位kg生物质产氢率从30~80g不等。美国夏威夷大学和天然气能源研究所合作建立的一套流化床气化制氢装置在水蒸气和生物质的摩尔比为1.7的情况下，每千克生物质（去湿、除灰）可产生128g氢气，达到该生物质最大理论产氢量的78%. 表3是以焦煤、橄榄壳以及向日葵杆为原料进行的水蒸气催化气化实验结果。从表3可以看出，在催化剂作用下，即使气化温度比较低（450度），也可得到较高的氢含量（34.7％）。另外氢气的产出也随气化原料和催化剂的不同而不同。 5.3 氢气分离 目前的Pd膜对H2的透过量过低，分离大量H2时需要的费用较高。用化学气相沉积法在微孔玻璃膜上沉积 SiO2可以得到较大的渗透通量和H2-N2分离因子。据报道，在600度和latm时，（latm=1.0133*10的5次方Pa）,H2队SiO2膜的渗透通量达0.200.42cm3.cm-2.min-1,分离因子为500-3000，有实用的前景。表4是几种无机膜在氢分离性能上的比较。 5.4 制氢系统--CMR制氢装置 氢气的膜分离技术发展出一种将生物质气化和氢气分离合成一步的氢
生物质气化制氢 Hydrogen Production from Biomass Gasification 院系: 环境科学与工程学院 专业: 环境工程 姓名: 陈健 学号: M201373228 导师: 胡智泉副教授
2013 年 12 月
摘要 在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下，世界各国都在致力于对洁净能源氢的开发和研究，并取得了一定的研究成果。生物质气化制氢是一项富有前景的制氢技术，已引起了世界各国研究者的普遍关注。 本文重点讨论生物质催化气化制氢的基本原理和基本过程，阐述了氢气的净化分离方法，指出目前我国生物质气化制氢存在的问题和将来的研究方向。 关键词：生物质；气化；制氢。
Abstract In the context of humans face with a series of serious energy crisis and environmental pollution，the world are committed to developing and researching clean energy, and it has made some achievements. The prospective future of hydrogen from biomass gasification makes it a major concern all over the world. This article focuses on the basic principles and fundamental processes of hydrogen from biomass gasification, describes the purification and separation method of hydrogen, pointed out that at present China's biomass gasification problems and future research directions. Key words: Biomass; gasification; Hydrogen production.
第23卷第12期2007年12月农业工程学报 T ransactio ns o f the CSAE V o l.23 No.12Dec. 2007 微生物发酵法制氢与产氢微生物的研究进展 汤桂兰,孙振钧※,李玉英 (中国农业大学资源与环境学院,北京100094) 摘 要:氢是一种理想的清洁能源,在未来的新能源中将占有重要的位置。该文综述了微生物发酵法制氢和发酵产氢微生物的最新研究进展。比较了国内外利用纯菌产氢和混合菌产氢的优缺点,纯菌产氢速度快,但纯菌发酵条件要求严格,成本高。混合菌来源广泛,利用底物广泛,无需灭菌,成本低。文中还分析了当前微生物发酵制氢技术存在的问题,展望了厌氧发酵制氢的发展前景。 关键词:生物产氢;发酵法产氢;厌氧产氢细菌 中图分类号:X 24 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2007)12-0285-06 汤桂兰,孙振钧,李玉英.微生物发酵法制氢与产氢微生物的研究进展[J].农业工程学报,2007,23(12):285-290. T ang G uilan ,Sun Zhenjun ,L i Y uy ing .P ro gr ess in m icro bial ferm enta tiv e hydro gen pr oduct ion a nd hy dr og en -pro ducing micr oo rg anisms[J].T r ansactions of the CSA E,2007,23(12):285-290.(in Chinese w ith English abstract ) 收稿日期:2006-11-30 修订日期:2007-08-15基金项目教育部科学技术研究重点项目(107117) 作者简介:汤桂兰(1981-),女,安徽全椒人,博士研究生,从事生物质能的研究。北京 中国农业大学资源与环境学院,100094。Email:t-angguilan@https://www.doczj.com/doc/97832030.html, ※通讯作者:孙振钧,男,教授,博士生导师,从事有机畜牧与农业废弃物的生物处理的研究。北京 中国农业大学资源与环境学院,100094。Email:su n108@https://www.doczj.com/doc/97832030.html, 0 引 言 能源匮乏、环境污染是未来人类所面临的两大难题。氢气以其热密度大、洁净燃烧、可再生而被能源界公认为最具潜力的新能源之一。目前研究发现有几种制氢方法包括热化学制氢、光催化作用制氢、生物制氢等方法。对于热化学制氢目前正处在实验室试验阶段,而光催化作用制氢,科学家们正努力寻找合适的光催化剂。生物制氢是目前研究进展最快并很有希望进行规模化生产的一种制氢方法[1]。由于其使用的原料低廉,生产过程清洁、节能且不消耗矿物资源,正越来越受到人们的关注。 生物制氢的方法可分为细菌发酵法和光合生物法。细菌发酵法利用碳水化合物作为能量来源,并将其转化成氢气,无需光照条件,同时实现产能和除废的双重目的。因此,在生物制氢方法中,细菌发酵制氢法更具有潜力。为了提高发酵产氢能力,许多研究集中在选育高产氢的优势菌种和菌群。本文主要综述国内外发酵制氢微生物的研究进展和产氢机制,并提出今后的研究方向。 1 国内外利用纯菌产氢进展 大自然中能够通过厌氧发酵方式产氢的细菌种类 很多。Gray 等人[2]将所有的产氢微生物分为4类:(1)专性厌氧的异养微生物,它们不具有细胞色素体系,通过产生丙酮酸或丙酮酸的代谢途径来产氢。包括梭菌属(Clostr idium )、甲基营养菌(M ethy lotrop hs )、产甲烷菌(M ethanogenic bacteria ),瘤胃细菌(R umen bacteria )以及一些古细菌(A r chaea )等,脱硫菌(Desulf ovibrio desulf uricans )是唯一一种具有细胞色素体系的专性厌氧菌。(2)兼性厌氧菌,含有细胞色素体系,能够通过分解甲酸的代谢途径产氢。包括大肠杆菌(E scher ichia coli )和肠道细菌(E nterobacter )等。(3)需氧菌(A er obes ),包括产碱杆菌属(A lcaligenes )和一些杆状菌(B acillus )等。(4)光合细菌(P hotosy nthetic bacteria )。厌氧发酵产氢微生物主要包括前2类微生物。目前发酵法产氢研究得最多的产氢细菌种类主要包括梭状芽孢杆菌属和肠杆菌属。Oh 等分离的柠檬酸杆菌属(Citrobacter sp.)Y19最大产氢速率达到了32.3 mm ol /(g 干细胞?h )[3] 。Chen 等研究pH 值、 底物浓度、不同基质组成对厌氧菌Clostr idium buty ricum CGS5产氢的影响,当底物COD 为浓度20g /L,pH 6.0时,最大氢气产率达到209m L/(h ?L)[4]。哈尔滨工业大学研究人员以消化污泥为菌种来源,分离出高效产氢细菌B 49之后又发现9个发酵产氢菌种。中试规模的产氢能力达到每天5.7m 3/m 3,其产氢率比国外同类的小试结果高出几十倍,生产成本低于目前广泛采用的水电解法的成本,有望实现生物氢能工业化生产[5]。1.1 固定化细菌产氢 在厌氧菌发酵研究中,人们为了提高反应器内的生物量,普遍利用生物细胞固定化,即微生物载体或包埋 285
生物质气化制氢Hydrogen Production from Biomass Gasification 院系: 环境科学与工程学院 专业: 环境工程 姓名: 陈健 学号: M201373228 导师: 胡智泉副教授 2013 年12 月
摘要 在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下，世界各国都在致力于对洁净能源氢的开发和研究，并取得了一定的研究成果。生物质气化制氢是一项富有前景的制氢技术，已引起了世界各国研究者的普遍关注。 本文重点讨论生物质催化气化制氢的基本原理和基本过程，阐述了氢气的净化分离方法，指出目前我国生物质气化制氢存在的问题和将来的研究方向。 关键词：生物质；气化；制氢。
Abstract In the context of humans face with a series of serious energy crisis and environmental pollution，the world are committed to developing and researching clean energy, and it has made some achievements. The prospective future of hydrogen from biomass gasification makes it a major concern all over the world. This article focuses on the basic principles and fundamental processes of hydrogen from biomass gasification, describes the purification and separation method of hydrogen, pointed out that at present China's biomass gasification problems and future research directions. Key words: Biomass; gasification; Hydrogen production.
Energy Fuels2010,24,3251–3255:DOI:10.1021/ef1000634 Published on Web04/26/2010 Upgrading of Bio-oil by Catalytic Esterification and Determination of Acid Number for Evaluating Esterification Degree Jin-Jiang Wang,Jie Chang,*and Juan Fan South China University of Technology,No.381Wushan Road,Guangzhou510641,People’s Republic of China Received January20,2010.Revised Manuscript Received April11,2010 Bio-oil was upgraded by catalytic esterification over the selected catalysts of732-and NKC-9-type ion- exchange resins.The determination of the acid number by potentiometric titration was recommended by the authors to quantify the total content of organic acids in bio-oil and also to evaluate the esterification degree of bio-oil in the process of upgrading.We analyzed the measurement precision and calibrated the method of potentiometric titration.It was proven that this method is accurate for measuring the content of organic acids in bio-oil.After bio-oil was upgraded over732and NKC-9,acid numbers of bio-oil were lowered by88.54and85.95%,respectively,which represents the conversion of organic acids to neutral esters,the heating values increased by32.26and31.64%,and the moisture contents decreased by27.74and 30.87%,respectively.The accelerated aging test and aluminum strip corrosion test showed improvement of stability and corrosion property of bio-oil after upgrading,respectively. 1.Introduction Bio-oil,a liquid product from biomass fast pyrolysis,by virtue of its environmental friendliness and energy indepen-dence,is regarded as a promising energy source and receives more and more attention.1,2Nonetheless,the drawbacks, including high acidity,low heating value,high corrosiveness, high viscosity,and poor stability of bio-oil,limit its usage as a high-grade/transportation fuel.3-5Consequently,upgrad-ing of bio-oil before use is desirable to give a liquid product that can be used in a wider variety of applications.Catalytic esterification is widely studied for this https://www.doczj.com/doc/97832030.html,anic acids(formic acid,acetic acid,propionic acid,etc.)in bio-oils can be converted to their corresponding esters,and the quality of bio-oil will be greatly improved.Solid acid cata-lysts,solid base catalysts,6ionic liquid catalysts,7HZSM-5, and aluminum silicate catalysts8,9were investigated for esterification of bio-oils.Not only the liquid bio-oil but also the uncondensed bio-oil vapor can be esterified,and good results can be obtained.10Esterification was proven to occur by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)or Fourier transform infrared(FITR)analysis.A GC-MS chromatogram or FITR spectrum can be used for qualitative analysis of the original and upgraded bio-oils;however, there is no quantitative method proposed for evaluating the esterification degree of bio-oils.Gas chromatography can be used to quantify the organic acids in bio-oils11-13 and to evaluate the esterification degree;however,the overlapping chromatographic peaks are difficult to discri-minate,and complicated pretreatment operations are often required. In this paper,we conducted the experiments of upgrading bio-oil by catalytic esterification over selected catalysts: 732-and NKC-9-type ion-exchange resins.Moreover,we developed a rapid method of acid number determination by potentiometric titration,which can be used to quantify the total amount of the organic weak acids in bio-oils and also to evaluate the esterification degree in the process of bio-oil upgrading.The acid number,which is expressed as milli-grams of sodium hydroxide per gram of sample in this paper (mg of NaOH/g),refers to the quantity of base required to titrate a sample in a specified solvent to a specified end point.We investigated the precision and accuracy of the method for quantifying the organic acids in bio-oils.The acid number was used as an important index for evalua-ting the follow-up upgrading process.The stability and *To whom correspondence should be addressed.Telephone:t86-20- 87112448.Fax:t86-20-87112448.E-mail:changjie@https://www.doczj.com/doc/97832030.html,. (1)Czernik,S.;Bridgwater,A.V.Overview of applications of bio- mass fast pyrolysis oil.Energy Fuels2004,18,590–598. (2)Huber,G.W.;Iborra,S.;Corma,A.Synthesis of transportation fuels from biomass:Chemistry,catalysts,and engineering.Chem.Rev. 2006,106,4044–4098. (3)Bridgwater,A.V.;Peacocke,G.V.C.Fast pyrolysis processes for biomass.Renewable Sustainable Energy Rev.2000,4,1–73. (4)Mohan,D.;Pittman,C.U.;Steele,P.H.Pyrolysis of wood/ biomass for bio-oil:A critical review.Energy Fuels2006,20,848–889. (5)Oasmaa,A.;Czernik,S.Fuel oil quality of biomass pyrolysis oils;State of the art for the end user.Energy Fuels1999,13,914–921. (6)Zhang,Q.;Chang,J.;Wang,T.J.;Xu,Y.Upgrading bio-oil over different solid catalysts.Energy Fuels2006,20,2717–2720. (7)Xiong,W.M.;Zhu,M.Z.;Deng,L.;Fu,Y.;Guo,Q.X. Esterification of organic acid in bio-oil using acidic ionic liquid catalysts. Energy Fuels2009,23,2278–2283. (8)Peng,J.;Chen,P.;Lou,H.;Zheng,X.Catalytic upgrading of bio-oil by HZSM-5in sub-and super-critical ethanol.Bioresour.Technol. 2009,100,3415–3418. (9)Peng,J.;Chen,P.;Lou,H.;Zheng,X.M.Upgrading of bio-oil over aluminum silicate in supercritical ethanol.Energy Fuels2008,22, 3489–3492. (10)Hilten,R.N.;Bibens,B.P.;Kastner,J.R.;Das,K.C.In-line esterification of pyrolysis vapor with ethanol improves bio-oil quality. Energy Fuels2010,24,673–682. (11)Branca,C.;Giudicianni,P.;Di Blasi,C.GC/MS characterization of liquids generated from low-temperature pyrolysis of wood.Ind.Eng. Chem.Res.2003,42,3190–3202. (12)Oasmaa,A.;Meier,D.Norms and standards for fast pyrolysis liquids;1.Round robin test.J.Anal.Appl.Pyrolysis2005,73,323–334. (13)Sipila,K.;Kuoppala,E.;Fagernas,L.;Oasmaa,A.Character-ization of biomass-based flash pyrolysis oils.Biomass Bioenergy1998, 14,103–113.
秸秆制备氢气工艺技术研究 摘要：近年来，随着人们对能源的需求剧增，石油价格持续攀升，能源短缺和环境污染问题已对我国经济的可持续发展带来严峻的挑战。因此，寻找替代能源、开展可再生能源的研究，对于维护国家的能源战略安全、减少环境污染具有十分重要的意义。本文介绍了目前集中以生物质制取氢气的方法。 关键词:生物制氢;厌氧发酵;棉花秸秆;发展前景 目前，人类所使用的商品能源中，95%是化石能源。在能量消耗中比重最大的是石油，约占能源消耗总量的45%，煤炭约占30%，天然气约占21%。而这些矿物燃料都是不可再生的能源，在地球上的储量是有限的。世界煤炭储量估计约为10万亿吨，据目前开采速度大约可以维持400年;世界石油总储量约3000亿吨，其中探明储量1240亿吨，以1989年的开采水平可维持40年，即使地球上总储量全部被开采，也维持不了七、八十年。世界天然气储量发展中国家和工业化国家各占一半，因为发展中国家生产力水平低，其储量和产量比为9年，而工业化国家仅为39年。同时，随着有限储量的化石燃料(煤炭、石油和天然气)的减少、能源需求的不断增长、，化石燃料燃烧(生成二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等)造成的环境污染、温室效应和酸雨，使21世纪的能源面临巨大挑战世纪的人类面临巨大挑战。 面对着严峻的能源危机与环境污染，促使社会、经济、社会和环境协调发展，实施可持续发展战略己经形成共识。因而，开发利用新能源的开发和利用，以替代非再生能源，已成当今世界迫切和现实的研究课题之一。许多国家正加紧研究开发、利用太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能和氢能等代替能源。 1 生物质制备氢气 20世纪90年代，世界上氢气的生产情况，以前利用煤炭、石油和天然气制备氢气占世界氢气生产总量的96％左右，利用生物质等其他资源制备氢气基本上还处于实验研究阶段。经过十多年的发展，目前大约只有5％的氢是通过可再生资源的转换制取。生物质的能源转化制氢方法主要有两种：一种是微生物转化法，另一种是热化学转化法。 1.1 微生物转化制氢 生物制氢想法最先是由Lewis于1966年提出的，生物产氢的方法只需要消耗少量的能量且对环境无害。因此，生物产氢技术的研究受到了世界各国的普遍重视，包括英国、荷兰、加拿大、印度、意大利和中国都相继在生物产氢领域开展了研究。 生物质产氢主要有化能营养微生物产氢和光合微生物产氢两种。属于化能营养微生物的是各种发酵类型的一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌，发酵微生物产氢的
浅谈生物制氢的现状与发展趋势 黄宇 （江苏大学环境与安全工程系，镇江 212000） 摘要: 氢是一种理想的能源，具有清洁、可再生的优点。由于生物制氢技术具有无污染、可再生、成本低等优点，受到国内外广泛的关注，在新能源的研究利用中占有日趋重要的位置。本文综述了国内外各种生物制氢技术的产生背景、制氢原理和应用现状，总结了该技术的研究现状和存在的障碍，探讨生物制氢技术的发展前景。 关键词 : 生物制氢制氢原理研究进展发展前景 Abstract: Hydrogen is an ideal energy, which has the advantages of clean, renewable. Due to the biological hydrogen production technology has the advantages of no pollution, renewable, low cost, it has been widely concerned both at home and abroad, and becoming more and more important position the research of new energy utilization. This paper reviewed the biological hydrogen production technology of the background, principle and application status of hydrogen production at home and abroad, summarizes the research progress of the technology and the obstacles, and discusses the prospect of hydrogen production by biological technology. Key words :Biological hydrogen production;The principle of hydrogen production; Research status; Prospects 引言 随着人类社会的不断进步和工业化程度的加深，经济发展对能源的需求量日益增加。作为主要能源的化石燃料，如石油、煤炭、天然气贮存量不断减少，化石燃料消耗必然面临危机。从目前探明的石油储量来看,世界石油开采乐观的看有100多年, 悲观地讲只有 30～5
生物制氢 生物制氢的方法： 1、生物发酵制氢装置 2、高效发酵法生物制氢膨胀床设备 3、高效微生物制氢及氢能-电能转化一体化装置 4、利用农作物生物质制氢及氢能发电装置 5、从生物质制取富氢气体的方法和装置 6、利用再生资源制备乙炔气体的方法 7、串行流化床生物质气化制氢装置及方法 8、折流发酵制氢反应设备 9、一种利用污水厂剩余污泥厌氧发酵制氢的方法与装置 10、有机固态物质的连续式超临界水气化制氢方法与装置 11、植物秸秆生物制氢发酵液的制备方法 12、一种生物质制取含氢气体的方法 13、固体热载体催化气化生物质制取富氢气体的方法 14、天然混合厌氧产氢微生物的筛选方法 15、利用工业有机废水生物制氢的方法 16、使用汽爆植物秸秆发酵制备氢气的方法 17、一种海洋绿藻两步法生物光解水制氢方法 18、用农业固体废弃物生产氢气的方法 19、一种生物质下吸式气化炉催化制氢的方法及其装置 20、有机废水处理生物制氢方法与设备 21、一种生物制氢发酵液的制备方法 22、糖类、蛋白质、有机酸生物制氢发酵液的制备方法 23、用垃圾、生物质和水为原料的等离子体制氢方法及设备 生物制氢是可持续地从自然界中获取氢气的重要途径之一。现代生物制氢的研究始于20世纪70年代的能源危机，1990年代因为对温室效应的进一步认识，生物制氢作为可持续发展的工业技术再次引起人们重视。光解水制氢技术 光解水制氢是微藻及蓝细菌以太阳能为能源，以水为原料，通过光合作用及其特有的产氢酶系，将水分解为氢气和氧气。此制氢过程不产生CO2。蓝细菌和绿藻均可光裂解水产生氢气，但它们的产氢机制却不相
同。蓝细菌的产氢分为两类：一类是固氮酶催化产氢和氢酶催化产氢；另一类是绿藻在光照和厌氧条件下的产氢则由氢酶催化。 暗发酵制氢技术 暗发酵制氢是异养型厌氧细菌利用碳水化合物等有机物，通过暗发酵作用产生氢气。近年来，采用工农业废弃物若不经过处理直接排放，会对环境造成污染。以造纸工业废水、发酵工业废水、农业废料（秸秆、牲畜粪便等）、食品工业废液等为原料进行生物制氢，既可获得洁净的氢气，又不另外消耗大量能源。在大多数的工业废水和农业废弃物中存在大量的葡萄糖、淀粉、纤维素等碳水化合物，淀粉等高分子化合物可降解为葡萄糖等单糖。葡萄糖是一种容易被利用的碳源。以含淀粉、纤维素、有机物的工农业废料用厌氧暗发酵生产氢气的过程见下图。 光发酵制氢技术 光发酵制氢是光合细菌利用有机物通过光发酵作用产生氢气。有机废水中含有大量可被光合细菌利用的有机物成份。近年来，利用牛粪废水、精制糖废水、豆制品废水、乳制品废水、淀粉废水、酿酒废水等作底物进行光合细菌产氢的研究较多。光合细菌利用光能，催化有机物厌氧酵解产生的小分子有机酸、醇类物质为底物的正向自由能反应而产氢。利用有机废水生产氢气要解决污水的颜色（颜色深的污水减少光的穿透性）、污水中的铵盐浓度（铵盐能够抑制固氮酶的活性从而减少氢气的产生）等问题。若污水中COD 值较高或含有一些有毒物质（如重金属、多酚、PAH），在制氢必须经过预处理。 光发酵和暗发酵耦合制氢技术 光发酵和暗发酵耦合制氢技术，比单独使用一种方法制氢具有很多优势。将两种发酵方法结合在一起，相互交替，相互利用，相互补充，可提高氢气的产量。 方法的比较 总体上，生物制氢技术尚未完全成熟，在大规模应用之前尚需深入研究。目前的研究大多集中在纯细菌和细胞固定化技术上，如产氢菌种的筛选及包埋剂的选择等。在上述生物制氢方法中，发酵细菌的产氢速率最高，而且对条件要求最低，具有直接应用前景；而光合细菌产氢的速率比藻类快，能量利用率比发酵细菌高，且能将产氢与光能利用、有机物的去除有机地耦合在一起，因而相关研究也最多，也是具有潜在应用前景的一种方法。非光合生物可降解大分子物质产氢，光合细菌可利用多种低分子有机物光合产氢，而蓝细菌和绿藻可光裂解水产氢，依据生态学规律将之有机结合的共产氢技术已引起人们的研究兴趣。混合培养技术和新生物技术的应用，将使生物制氢技术更具有开发潜力。几种生物制氢方法的比较见下。