随着化石能源的消耗,排放大量的CO2引起全球气候方面的诸多问题。应当积极采取相关措施来减少碳排放,并开发利用可再生能源。化学链重整制氢技术作为一种新型制氢技术,能够实现CO2的高效捕集,通过重整过程中能量的阶梯利用,可以获得高效的能源利用效率。沼气中富含有CH4和CO2,且作为一种可再生能源,将沼气用于化学链重整制氢技术,不仅有利于降低氢气的生产能耗、减低CO2排放密度,而且为沼气的资源化利用开辟新途径。鉴于沼气中所含的H2S可能影响载氧体活性和重整性能,本文选用课题组新开发的高铝耐火砖负载的NiO为载氧体,在批次进料流化床反应器进行沼气化学链重整研究。来探究H2S对沼气化学链重整过程中的影响,重点关注沼气中硫组分对气体产物的影响及与Ni基载氧体的作用机制,初步研究了硫的迁移转化机理,为探究硫的深层次迁移机理、对硫产物的控制技术提供理论支撑。本文采用高铝耐火砖为惰性载体,浸渍法制备出Ni基载氧体,利用TGA、XRD、XPS、电镜等表征技术对新鲜载氧体的各项性能进行测试,并进行了无硫沼气的化学链重整研究。结果表明,Ni被成功负载在耐火砖上,载氧体的活性成分Ni/NiO与耐火砖中没有发生副反应或者反应不明显,该高铝耐火砖可作为载氧体的惰性载体。在无硫沼气的化学链重整过程中,该载氧体具有优异的催化重整性能,在重整阶段,绝大部分沼气被转化,且CO2可以被完全转化。沼气中的CO2在重整过程中得到了充分转化,为化学链重整工艺利用CO2提供了机会,凸显了化学链重整技术与沼气的优势。在等温条件下,H2S浓度对重整过程中各气体产物具有较大差异性,随着沼气中H2S浓度的降低,有利于化学链重整制氢技术的进行,得到更高浓度的目标产物H2。高浓度的H2S（1000 ppm～2000 ppm）对于沼气的化学链重整工艺有着巨大的影响,主要体现在固相硫在载氧体表面的生成,影响其活性位点Ni发挥催化重整作用,导致沼气转化率大幅度降低,无法高效的得到目标产物H2。沼气中存在200 ppm H2S为较能接受的H2S浓度,在该条件下,重整反应的性能接近于无硫重整反应,H2产率达到2.0,即能更有效地转化沼气。反应温度的提高能够抑制硫和载氧体之间的反应,提升气体产率,850℃～950℃内效果更为显著。关于沼气化学链重整过程中硫的迁移转化。在各反应氛围下,重整阶段H2S均转化为以CS2为主要气体,COS和SO2为次要气体的硫化产物,且COS和SO2中的氧主要来源于载氧体的活性晶格氧,在氧化阶段,会有一定含量的COS和SO2产生。硫化氢浓度和水蒸气浓度对气相硫的迁移转化规律并未有明显影响,但发现反应温度的升高可以促进H2S的转化。通过XRD、XPS、SEM-EDS、HRTEM-EDS和ICP-OES分析,在还原载氧体中发现了S元素和NiS2、Ni3S2晶体。HRTEM发现载氧体Ni-S界面处的Ni和S的微观结构不同,跟据S和Ni的不同性质,可以考虑采用新的制备技术或利用外来离子来降低S和Ni之间的相互作用,这为今后设计耐硫型Ni基载氧体提供了依据。载氧体在经过300次循环后,在无硫沼气环境下仍保持较高的活性,具有优异的循环稳定性,能产出稳定的H2浓度且H2产率均在2.0以上。对于硫组份对载氧体的毒害作用,经过一定的无硫沼气循环后,载氧体活性可以恢复,且在HETEM对氧化恢复后的样品证实了硫元素被去除,具有活性的可逆性。对载氧体的表征分析中,得出载氧体孔径的各项指标中相对稳定,载氧体在950℃的较高反应温度多次循环后颗粒的径粒及形貌未发生明显变化,具有优异的抗烧结性。