孙兆松，梁　皓，尹泽群

(抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺113001)

自第一次工业革命以来，煤炭、石油、天然气等化石能源逐渐成为人类赖以生存的物质基础，在全球消耗能源中的占比达到80%以上，促进了人类的进步和社会的发展。然而，作为目前全球消耗的最主要能源，传统化石能源在利用过程中，不仅获得能量，还会产生大量的CO2，导致温室效应。据统计，2013年全球人类活动碳排放量达到360亿t［1］。

与传统的化石燃料相比，氢有明显的优势。氢的热值高［2］，氢燃烧的产物只有水，不产生温室气体，因此氢气是一种清洁高效的燃料，有很大的应用前景。尤其是近些年来质子交换膜式燃料电池PEMFC出现以后，其应用潜力愈加突出。

虽然传统制氢有很多方法，天然气蒸汽重整制氢(steam methane reforming，SMR)由于技术成熟、产品相对简单等优点，仍然是目前工业上最主要的制氢方法［3］。该技术的缺点是反应器内部温度很高，需采用成本很高的耐高温不锈钢材料，同时水蒸气重整反应速度慢，若要在制氢过程中将CO2分离出来需要大量的能耗，这对未来大规模制氢并捕集CO2是不利的［4］。而化学链制氢技术采用燃料与空气非混合技术，具有CO2内分离的特点，并且产品H2分离简单，受到了人们越来越多的关注［5-6］。

1　化学链制氢(CLH)原理

1983 年，德国科学家 Richter和 Knoche［7］首次提出化学链燃烧(chemical looping combustion，CLC)的概念。20世纪90年代后期，许多学者开始把CLC与蒸汽铁法［8］(steam-iron method)制氢结合起来，即化学链制氢技术(chemical looping hydrogen generation，CLH)，原理如图1所示。化学链反应装置由3个反应器组成，整个……