生物質燃料在高溫及缺氧條件下，熱解產生co與氣化介質(通常有空氣、氧氣、水蒸氣或氫氣)，在一定條件下發(fā)生熱化學反應，產生以CO、H2或CH4為主要成分的可燃氣體的轉化過程。Ghaly提出了將氣化技術應用于生物質這種含能密度低的燃料。生物質的揮發(fā)分含量一般在76%~86%，生物質氣化發(fā)電趨勢，生物質受熱后在相對較低的溫度下就能使大量的揮發(fā)分物質析出。生物質氣化技術原理及應用分析【摘要】生物質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，因而越來越受到的關注。生物質氣化技術是利用生物質能的一種方式。本文介紹了生物質氣化技術的原理，生物質氣化工藝及氣化設備。目前應用較多的氣化技術是生物質氣化供氣和生物質氣化發(fā)電技術。文中提出了應用過程中存在的問題，提率、降低焦油含量等是今后利用生物質氣化技術的發(fā)展方向。為了提供反應的熱力學條件，氣化過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后得到的可燃氣中，氣化后的產物含有H2、CO及低分子的CmHn等可燃性氣體。整個過程可分為：干燥、熱解、氧化和還原。（1）干燥過程生物質進入氣化爐后，在熱量的作用下，析出表面水分。在200~300℃時為主要干燥階段。（2）熱解反應當溫度升高到300℃以上時開始進行熱解反應。在300~400℃時，生物質就可以釋放出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。熱解反應析出揮發(fā)分主要包括水蒸氣、氫氣、co、、焦油及其他碳氫化合物。（3）氧化反應熱解的剩余木炭與引入的空氣發(fā)生反應，同時釋放大量的熱以支持生物干燥、熱解和后續(xù)的還原反應，溫度可達到1000~1200℃。（4）還原過程還原過程沒有氧氣存在，氧化層中的燃燒產物及水蒸氣與還原層中木炭發(fā)生反應，生成氫氣和co等。這些氣體和揮發(fā)分組成了可燃氣體，完成了固體生物質向氣體燃料的轉化過程。

　生物質氣化發(fā)電技術是潔凈利用生物質能的有效方法之一，它可以在不產生污染的情況下把生物質能轉化為電能，達到從低品位能源獲取高品位能源的目的，是有前途的可再生能源技術之一。 因地制宜地利用豐富的生物質資源，建立分散、獨立的離網或并網生物質分布式電站不僅可以彌補電力供應的不足，而且可以有效減少環(huán)境污染和溫室氣體排放，所以它也是一種重要的環(huán)保技術。

由于受氣化效率與氣體機效率的限制，簡單的氣化-氣體機發(fā)電循環(huán)效率很難高于20%，所以單位電量的生物質消耗量一般大于1.1千克（干）/千瓦時。而我們從發(fā)電成本的分析可知，原料成本是發(fā)電成本主要的一部分，如果不能降低生物質數(shù)量，很難利用需要收集與預處理的生物質資源。所以從長遠來說，提高系統(tǒng)總效率是推廣利用BGPG的一個前提。從純技術的角度看，生物質IGCC可以有效地提高BGPG的總效率，但由此可以看出于焦油處理技術與燃氣輪機技術的限制，在中國研究發(fā)展生物質IGCC仍比較困難。所以如何利用現(xiàn)已較成熟的技術，研制開發(fā)在經濟上可行，而效率又有較大提高的系統(tǒng)，是目前發(fā)展BGPG的一個主要課題。圖5是建立在較成熟的氣化-氣體機系統(tǒng)上的一種聯(lián)合循環(huán)構想，它有三個特點：（1）技術難度小，不需要很高的氣體凈化技術；（2）系統(tǒng)發(fā)電效率有較大提高，可達28%左右，達到小型燃煤發(fā)電的水平；（3）由于技術成熟，設備都是傳統(tǒng)的定型產品，單位投資較低，約4000~5000元/千瓦，所以綜合技術性與經濟性兩方面的考慮，該系統(tǒng)是一個比較適合中國國情的選擇，特別對4~10兆瓦的規(guī)模更為優(yōu)越。是我國今后研究開發(fā)的方向之一。



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