澳大利亚研发新型光热反应堆装置气化分解海藻提取太阳能燃料
发布日期：2019/4/16
海藻不仅易于获取，且含有制造太阳能燃料（氢，碳和氧）所需的碳氢化合物，是一种颇具潜力的新型能源原料。
近日，来自澳大利亚国立大学（ANU）的John Pye与Mahesh Venkataraman领导的太阳能燃料研究团队就此研发了一个新型太阳能燃料反应堆装置，并在两篇论文（Modelling of a 50 MWth On-Sun Reactor for SCWG of Algae-Understanding the Design Constraints，System-Level Simulation of a Solar-Driven Liquid Fuel Production Plant via Gasification-Fischer–Tropsch Route）中对该装置的工作原理进行了阐述。
该装置利用太阳热能产生605℃的高温，在高温作用下，海藻进行气化分解，从而生成燃料。
整个过程仅需两步。第一步 - 超临界水气化（SCWG）：这是一种新一代热化学转化技术，化学转化率高且浪费率低。在该过程中，混有水分的海藻会在高温高压条件下实现超临界状态。Venkataraman表示，“超临界水气化并不只适用于海藻，你可以使用SCWG将任何碳质原料气化，如城市垃圾，动物粪便，植物垃圾，农业垃圾等。”
第二步 - 费托过程(Fischer-Tropsch synthesis): 这是煤间接液化技术之一，可简称为F-T反应，是以合成气为原料在催化剂和适当反应条件下合成液体燃料的工艺过程。
整个过程如何在反应堆中实现呢? 在该装置中，定日镜将太阳光聚集于塔顶吸热器中, 吸热器壁温高达800°C，压力为24 MPa，以便将海藻温度加热至605℃。两个反应堆位于塔顶，一个用于进行超临界水气化，一个用于进行F-T反应。混有水分的海藻在高温高压下开始气化，形成可以转化为液体燃料的合成气。气化过程中产生的气体含有大量的氢气，甲烷和二氧化碳。蒸汽重整是为了将这些气体转化为适合进行费托过程的合成气（一氧化碳和氢气的混合物）。然后合成气会在另一个反应堆中进行F-T反应，并生成液体燃料。
接下来，John Pye研究团队将进行进一步研究，比如开展新的小型且更灵活的微型F-T反应堆设计，以提升装置的经济性，并会对装置进行改良，使其可以处理更为便宜的废弃生物质原料，例如甘蔗渣（甘蔗废浆）。
来源：CSPPLAZA光热发电网
