清洁生产PPT课件.ppt

LOGO 生物产氢 Contents 背景 1 氢能源 2 生物制氢 3 生物制氢的发展与展望 4 石油资源 天然气 总储量1万亿桶 45—50年 总储量120万亿立方米 50—60年 煤炭资源 总储量1万亿吨 200—220年 背景1 背景2 2002年9月在巴黎汽车博览会上通用汽车公司推出一辆可行驶的名为Hy-wire的样车。与普通汽车不同的是，该汽车使用氢燃料电池作为动力。今天，内燃机汽车的能效利用率只有20%~25%，及时再使用新技术，其能源利用率也只能爬升到30%左右，而且不可避免的仍要排放CO2和其它污染物。而氢燃料电池的利用率高达55%，几乎十内燃机的2倍，所以发展氢能源成为了各个国家面临的重要问题。 地球上的氢元素十分丰富，从海水中就可以提取氢。 氢气燃烧产物是水，无污染，是最清洁的能源之一，可再生 氢气的燃烧热值比其他的化石燃料高 氢能源优点 传统制氢方法 1 2 1.基于化石燃料的方法 天然气的蒸气重整； 天燃气的热裂解； 占氢气产量的90%以上 2.水原料的方法 电解； 光解； 热化学过程； 直接热分解 占氢气产量的4%左右 1 化石燃料的方法缺点 能耗高 效率低 制得的氢气纯度低 2 水原料的方法缺点 能耗高 耗能低 效率高 优点 清洁 节能 可再生 原料成本低 制氢过程不污染环境 一些生物制氢过程具有良好的环境效益 1 2 3 4 微生物产氢 微生物产氢原理 1 2 固氮酶 是由两种蛋白质分子构成的金属复合蛋白酶,能催化还原氮气成氨，氢气作为副产物产生。 氢酶 是微生物体内调节氢代谢的活性蛋白。氢酶又可以分为吸氢酶、可逆性氢酶。氢酶在微生物中主要功能是吸收固氮酶产生的氢气。 微生物产氢方法 投入：光能 产出：氢气 水汽转换是CO与H2O转化为CO2和H2的反应。 过去—化学方法 现在—微生物方法 投入：有机物 微生物暗发酵 产出：氢气 光和微生物产氢 光能 自养型微生物 氢气 特点：直接利用光能产生氢气 1.直接光解产氢 光和微生物产氢 光能 光能自养型微生物 （光合作用） 光能自养型微生物（产氢过程） 光能 氢气 特点：先利用光能生产有机物，再利用光能分解有机物产生氢气 2.间接光解产氢 光和微生物产氢 有机物 光能 光能异养型微生物 氢气 特点：直接利用光能产生氢气 3.光发酵产氢 产氢原理 优点 目前已发现两种无色硫细菌 反应：CO(g) + H2O(l) → CO2(g) + H2(g) 1.生长速度快 2.产氢速率快，转化率高 3.对生长条件要求不严格 缺点 传质速率限制，CO抑制作用，无法和工业上水气生产竞争 微生物水气转换产氢 暗发酵产氢 有机底物 微生物（暗发酵） 氢气 缺点：产率较低，应选育优良菌种，提高培养技术 3.暗发酵产氢 厌氧