生物質(zhì)氣化按照使用的氣化器類(lèi)型不同分為固定床氣化和流化床氣化兩種。氣流床氣化對(duì)于入爐顆粒粒度要求細(xì)(一般要求小于0．4mm)，對(duì)于生物質(zhì)而言，要滿(mǎn)足氣流床的氣化的粒度要求還有許多技術(shù)及經(jīng)濟(jì)難題需要解決。

　　2．1生物質(zhì)固定床氣化爐

　　固定床是一種傳統(tǒng)的氣化反應(yīng)器，其運(yùn)行溫度一般在1000C左右。固定床氣化爐分為逆流式(Counter～current)、并流式(Concurrent)。如圖1、2所示。氣化劑中的水蒸氣分解，生成H2和CO2這些氣體與氣化劑中未反應(yīng)部分一起繼續(xù)上升，加熱上部的原料層，使原料層發(fā)生熱解，脫除揮發(fā)分，生成的焦炭落人還原層。逆流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質(zhì)在床中的流動(dòng)方向相反。而并流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質(zhì)在床中的流動(dòng)方向相同這兩種氣化爐按照氣化介質(zhì)的流動(dòng)方向不同又分別稱(chēng)為上氣式、下氣式氣化爐。下面對(duì)上氣式固定床生物質(zhì)氣化爐的運(yùn)行工藝作簡(jiǎn)單介紹。

工業(yè)技術(shù)及運(yùn)行情況

　　從目前情況來(lái)看，固定床和流化床氣化爐的設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間一般都小于5000h。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用；3、適用性強(qiáng)，可根據(jù)廢料特點(diǎn)和場(chǎng)地的情況進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，每天處理量從2噸到100噸以上。后者比較而言．結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝后不易移動(dòng)，但占地較小，容量一般較固定床的容量大。啟動(dòng)時(shí)，固定床加熱比較緩慢，需較長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到反應(yīng)溫度；流化床加熱迅速。可頻繁起停。

　　運(yùn)行過(guò)程中，固定床床內(nèi)溫度不均勻，固體在床內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而氣體停留時(shí)間較短，壓力降較低；1MW的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)已于1998年10月建成，采用一爐多機(jī)的形式，即5臺(tái)200kWe發(fā)電機(jī)組并聯(lián)工作，2000年7月通過(guò)中科院鑒定后投入小批量使用。流化床床溫均勻，氣固接觸混合良好，氣固停留時(shí)間都較短，床內(nèi)壓力降較高。固定床的運(yùn)行負(fù)荷可以在設(shè)計(jì)負(fù)荷的20％～110％之間變動(dòng)，而流化床由于受氣流速度必須滿(mǎn)足流化條件所限，只能在設(shè)計(jì)負(fù)荷的5O％～120％之間變化。

生物質(zhì)氣化的發(fā)電技術(shù)主要有以下三種方法：帶有氣體透平的生物質(zhì)加壓氣化、帶有透平或者是引擎的常壓生物質(zhì)氣化、帶有Rankine循環(huán)的傳統(tǒng)生物質(zhì)燃燒系統(tǒng)。傳統(tǒng)的BIGCC技術(shù)包括生物質(zhì)氣化、氣體凈化、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電及蒸汽輪機(jī)發(fā)電。由于生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂档?約5021kJ／m3)，爐子出口氣體溫度較高(800℃以上)，要使BIGCC具有較高的效率，必須具備兩個(gè)條件．一是燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)之前不能降溫，二是燃?xì)獗仨毷歉邏旱?。采用無(wú)焦油設(shè)計(jì)方案，清潔衛(wèi)生，使用過(guò)程中不會(huì)因焦油而堵塞灶具。這就要求系統(tǒng)必須采用生物質(zhì)高壓氣化和燃?xì)飧邷貎艋瘍煞N技術(shù)才能使BIGCC的總體效率較高(40％)目前歐美一些國(guó)家正開(kāi)展這方面研究，如美國(guó)Battelle(63MWe)和夏威夷(6MWe)項(xiàng)目．歐洲英國(guó)(8MWe)、瑞典(加壓生物質(zhì)氣化發(fā)電4MWe)、芬蘭(6Mwe)以及歐盟建設(shè)3個(gè)7～12Mwe生物質(zhì)氣化發(fā)電BIGCC示范項(xiàng)目，其中一個(gè)是加壓氣化，兩個(gè)是常壓氣化。

(1)生物質(zhì)氣化技術(shù)是一項(xiàng)較新的技術(shù)，其技術(shù)目前還不太成熟，還有許多方面需要完善。

　　(2)對(duì)固定床、流化床兩種常用的生物質(zhì)氣化爐進(jìn)行了介紹，并對(duì)兩種氣化爐的各自特性及其性能進(jìn)行了分析。認(rèn)為流化床生物質(zhì)氣化爐比固定床生物質(zhì)氣化爐具有更大的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該成為我國(guó)今后生物質(zhì)氣化研究的主要方向。

　　(3)對(duì)生物質(zhì)氣化技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。由于國(guó)力所限，我國(guó)的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美國(guó)家，認(rèn)為在現(xiàn)有條件下研究開(kāi)發(fā)與國(guó)外相同技術(shù)路線(xiàn)的BIGCC系統(tǒng)，存在很大困難。利用現(xiàn)有技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)上可行、效率較高的系統(tǒng)，是目前發(fā)展我國(guó)生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的一個(gè)主要課題，也是我國(guó)能否有效利用生物質(zhì)的關(guān)鍵。下面主要從工業(yè)技術(shù)及運(yùn)行情況、使用的原料、能量利用和轉(zhuǎn)換、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)性五個(gè)方面對(duì)流化床和固定床氣化爐進(jìn)行比較。