生物質(zhì)氣化按照使用的氣化器類型不同分為固定床氣化和流化床氣化兩種。氣流床氣化對于入爐顆粒粒度要求細(xì)(一般要求小于0．4mm)，對于生物質(zhì)而言，要滿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。在氣化過程中使用不同的氣化劑、采取不同的運(yùn)行方法以及過程運(yùn)行條件，可以得到三種不同質(zhì)量的氣化產(chǎn)品氣。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)方向不同又分別稱為上氣式、下氣式氣化爐。下面對上氣式固定床生物質(zhì)氣化爐的運(yùn)行工藝作簡單介紹。

在上氣式固定床氣化爐中，生物質(zhì)原料從氣化爐的上部的加料裝置送入爐內(nèi)，整個(gè)料層由爐膛下部的爐柵支撐。氣化劑從爐底下部的送風(fēng)口進(jìn)入爐內(nèi)，由爐柵縫隙均勻分布并滲入料層底部區(qū)域的灰渣層，氣化劑和灰渣進(jìn)行熱交換，氣化劑被預(yù)熱，灰渣被冷卻。氣化劑隨后上升至燃燒層，在燃燒層氣化劑和原料中的碳發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的熱量。秸稈紅外線氣化爐原料廣泛：只要是可以燃燒的農(nóng)、林廢棄物均可作為原料，原料干濕、粗細(xì)不論均可直接燃燒?？墒?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到1000℃，這一部分熱量可維持氣化爐內(nèi)的氣化反應(yīng)所需熱量。氣流接著上升到還原層，在燃燒層生成的CO2還原成CO；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。生成的氣體繼續(xù)上升，將剛?cè)霠t的原料預(yù)熱、干燥后，進(jìn)入氣化爐上部，經(jīng)氣化爐氣體出口引出。

經(jīng)濟(jì)性

　　在設(shè)計(jì)制造方面。由于流化床的結(jié)構(gòu)較固定床復(fù)雜．故投資多于后者。但在運(yùn)行方面，固定床對原料要求較高，流化床對原料要求不高，故固定床運(yùn)行投資高于流化床。采用無焦油設(shè)計(jì)方案，清潔衛(wèi)生，使用過程中不會(huì)因焦油而堵塞灶具。固定床氣化爐內(nèi)溫度分布較寬，這可能產(chǎn)生床內(nèi)局部高溫而使灰熔聚，并存在比容量低、啟動(dòng)時(shí)間長以及大型化較困難等問題；流化床具有氣化強(qiáng)度大、綜合經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。綜合考慮設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程，流化床比固定床具有更大的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該成為我國今后生物質(zhì)氣化研究的主要方向。

生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的焦油的數(shù)量與反應(yīng)溫度、加熱速率及燃?xì)庠诜磻?yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間長短有關(guān)。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：焦油的產(chǎn)量隨著溫度的增加而達(dá)到一個(gè)da值(在500℃左右時(shí)，焦油產(chǎn)量gao)，之后隨著氣化反應(yīng)溫度的升高，焦油發(fā)生熱裂解，其數(shù)量隨之減少。二氧化碳和炭反應(yīng)產(chǎn)生可燃的co，生物質(zhì)中的水和炭產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)生可燃的氫氣和co。這是由于在較低的溫度下，焦油的析出速率大于焦油的裂解速率，當(dāng)溫度升高時(shí)．焦油的析出速率和裂解速率都有所增加，但對后者的影響程度明顯大于前者，從而出現(xiàn)了上述現(xiàn)象。給出了不同氣化反應(yīng)溫度下的焦油生成量。