生物質(zhì)燃料在高溫及缺氧條件下，熱解產(chǎn)生co與氣化介質(zhì)(通常有空氣、氧氣、水蒸氣或氫氣)，在一定條件下發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生以CO、H2或CH4為主要成分的可燃?xì)怏w的轉(zhuǎn)化過(guò)程。Ghaly提出了將氣化技術(shù)應(yīng)用于生物質(zhì)這種含能密度低的燃料。生物質(zhì)的揮發(fā)分含量一般在76%~86%，生物質(zhì)受熱后在相對(duì)較低的溫度下就能使大量的揮發(fā)分物質(zhì)析出。生物質(zhì)氣化技術(shù)原理及應(yīng)用分析【摘要】生物質(zhì)能是一種理想的可再生能源。由于分布廣泛、有利于環(huán)保等特點(diǎn)，因而越來(lái)越受到世界各國(guó)的關(guān)注。生物質(zhì)氣化技術(shù)是利用生物質(zhì)能的一種方式。本文介紹了生物質(zhì)氣化技術(shù)的原理，生物質(zhì)氣化工藝及氣化設(shè)備。目前應(yīng)用較多的氣化技術(shù)是生物質(zhì)氣化供氣和生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)。文中提出了應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題，提率、降低焦油含量等是今后利用生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展方向。為了提供反應(yīng)的熱力學(xué)條件，氣化過(guò)程需要供給空氣或氧氣，使原料發(fā)生部分燃燒。盡可能將能量保留在反應(yīng)后得到的可燃?xì)庵校瑲饣蟮漠a(chǎn)物含有H2、CO及低分子的CmHn等可燃性氣體。整個(gè)過(guò)程可分為：干燥、熱解、氧化和還原。（1）干燥過(guò)程生物質(zhì)進(jìn)入氣化爐后，在熱量的作用下，析出表面水分。在2010~2020年，全球的能源使用模式可能快速轉(zhuǎn)變，再生能源定會(huì)取代石化燃料。在200~300℃時(shí)為主要干燥階段。（2）熱解反應(yīng)當(dāng)溫度升高到300℃以上時(shí)開(kāi)始進(jìn)行熱解反應(yīng)。在300~400℃時(shí)，生物質(zhì)就可以釋放出70%左右的揮發(fā)組分，而煤要到800℃才能釋放出大約30%的揮發(fā)分。熱解反應(yīng)析出揮發(fā)分主要包括水蒸氣、氫氣、co、、焦油及其他碳?xì)浠衔?。?）氧化反應(yīng)熱解的剩余木炭與引入的空氣發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)釋放大量的熱以支持生物干燥、熱解和后續(xù)的還原反應(yīng)，溫度可達(dá)到1000~1200℃。（4）還原過(guò)程還原過(guò)程沒(méi)有氧氣存在，氧化層中的燃燒產(chǎn)物及水蒸氣與還原層中木炭發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣和co等。這些氣體和揮發(fā)分組成了可燃?xì)怏w，完成了固體生物質(zhì)向氣體燃料的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基本支撐。我國(guó)是能源消費(fèi)大國(guó)，當(dāng)前能源供應(yīng)主要依靠煤炭、石油和等化石能源，而化石能源資源的有限性及其開(kāi)發(fā)利用過(guò)程對(duì)環(huán)境生態(tài)造成的巨大壓力，嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，我國(guó)又是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年有大量的農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)品和能源作物等植物生物質(zhì)產(chǎn)生。而生物質(zhì)氣化技術(shù)正是以植物生物質(zhì)為原料，采用熱解法及熱化學(xué)氧化法在缺氧條件下加熱，使其發(fā)生復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，在反應(yīng)條件下按照化學(xué)鍵的成鍵原理，變成co、、氫氣等可燃性氣體的分子。我國(guó)利用農(nóng)林廢棄物規(guī)?；l(fā)電尚處于起步階段，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)不成熟、項(xiàng)目造價(jià)高，總投資大，運(yùn)行成本高，盡管國(guó)家給予了電價(jià)優(yōu)惠政策，但盈利水平還是不如常規(guī)火電。終利用這些氣體進(jìn)行集中供氣、發(fā)電，從而可在某些情況下替代現(xiàn)有的煤電以及。其不僅減輕了因焚燒秸稈而對(duì)環(huán)境造成的污染，而且提高了秸稈的利用效果，并為能源的可持續(xù)發(fā)展提出了有效途徑。

生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)主要包括：直接燃燒發(fā)電技術(shù)、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換發(fā)電技術(shù)、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換發(fā)電技術(shù)等3種途徑。

（1）直接燃燒發(fā)電技術(shù)。是指生物質(zhì)原料送入適合的鍋爐內(nèi)燃燒，生產(chǎn)蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽膨脹做功，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將是我國(guó)生物質(zhì)能利用的主要方式。生物質(zhì)氣化發(fā)電部分可以通過(guò)監(jiān)測(cè)燃?xì)饬髁?、溫度和燃?xì)獬煞值葏?shù)單獨(dú)計(jì)量，電量和電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行單獨(dú)結(jié)算，目前該方式已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家發(fā)改委確認(rèn)，能夠完全享受生物質(zhì)電價(jià)補(bǔ)貼。當(dāng)前改造熱效率僅為10%左右的傳統(tǒng)燒柴灶，推廣效率可達(dá)20%～30%的節(jié)柴灶，其技術(shù)簡(jiǎn)單、易于推廣，是效益明顯的節(jié)能措施。

（2）熱化學(xué)轉(zhuǎn)換發(fā)電技術(shù)。生物質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換是指在一定的溫度和條件下，使生物質(zhì)汽化、炭化、熱解和催化液化，以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)，由燃料的熱能轉(zhuǎn)換為電能的方式。

（3）生物化學(xué)轉(zhuǎn)換發(fā)電技術(shù)。指汽輪機(jī)和往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)以生物化學(xué)轉(zhuǎn)換燃料作為主要的燃料來(lái)源，以發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的過(guò)程。生物質(zhì)的生物化學(xué)轉(zhuǎn)換包括有生物質(zhì)-沼氣轉(zhuǎn)換和生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)換等。沼氣轉(zhuǎn)化是有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，通過(guò)微生物發(fā)酵產(chǎn)生一種以為主要成分的可燃性混合氣體即沼氣，乙醇轉(zhuǎn)換是利用糖質(zhì)、淀粉和纖維素等原料經(jīng)發(fā)酵制成乙醇。經(jīng)過(guò)凈化后的氣體經(jīng)過(guò)水封，由鼓風(fēng)機(jī)送入儲(chǔ)氣罐中，水封相當(dāng)于一個(gè)單向閥，只允許燃?xì)庀騼?chǔ)氣罐中流動(dòng)。沼氣發(fā)電是指汽輪機(jī)和往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)以沼氣作為主要的燃料來(lái)源，以發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的過(guò)程。