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)生熱化學反應(yīng)，產(chǎn)生以CO、H2或CH4為主要成分的可燃氣體的轉(zhuǎn)化過程。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。由于中國電力供應(yīng)緊張，而生物質(zhì)廢棄物浪費嚴重，價格低廉，所以生物質(zhì)氣化發(fā)電的成本，約為0。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，因而越來越受到世界各國的關(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)用過程中存在的問題，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(yīng)后得到的可燃氣中，氣化后的產(chǎn)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(zhì)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(yīng)當溫度升高到300℃以上時開始進行熱解反應(yīng)。在300~400℃時，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、、焦油及其他碳氫化合物。（3）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(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)分組成了可燃氣體，完成了固體生物質(zhì)向氣體燃料的轉(zhuǎn)化過程。

由于燃氣輪機系統(tǒng)發(fā)電后排放的尾氣溫度大于500℃，所以增加余熱鍋爐和過熱器產(chǎn)生蒸汽，再利用蒸汽循環(huán)，可以有效提高發(fā)電效率，這就是生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán)，其發(fā)電工藝流程如圖4所示。因此，生物質(zhì)氣化技術(shù)已成為我國能源及農(nóng)業(yè)研發(fā)領(lǐng)域的一個熱點內(nèi)容。該系統(tǒng)由物料預處理設(shè)備、氣化設(shè)備、凈化設(shè)備、換熱設(shè)備、燃氣輪機、蒸汽輪機等發(fā)電設(shè)備組成。功率范圍在7~30MW，整體效率可以達到40%。整體氣化熱空氣循環(huán)（IGHAT）技術(shù)正處于開發(fā)階段，它和IGCC的主要區(qū)別在于用一個燃氣輪機代替了后者的燃氣輪機和汽輪機。由水蒸氣和燃氣的混合工質(zhì)通過燃氣輪機輸出有用功，其整體效率可以達到60%，有望成為2020世紀的新型發(fā)電技術(shù)。

秸稈發(fā)電的主要燃料，來源于小麥秸稈、玉米秸稈、稻草稻殼、棉花秸稈、林業(yè)間伐及加工剩余物等農(nóng)林廢棄物。Ashtank灰渣收集器用以收集灰渣，稻殼氣化后的灰渣是一種化工原料，可以綜合利用。秸稈發(fā)電變農(nóng)民在田間無序焚燒，為集中燃燒并發(fā)電、造肥，節(jié)省了大量煤炭資源，并增加農(nóng)民收入。中國國家電網(wǎng)公司旗下的國能生物發(fā)電有限公司，引進丹麥先進的生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)，于2006年12月1日建成投產(chǎn)了中國生物質(zhì)直燃發(fā)電項目——國能單縣1×25MW生物質(zhì)發(fā)電工程，實現(xiàn)了中國大容量生物質(zhì)直燃發(fā)電零的突破。該電廠2007年全年穩(wěn)定運行8200多個小時，發(fā)電2.2億千瓦時，消耗農(nóng)林剩余物20多萬噸，為農(nóng)民增加收入5000萬元以上。農(nóng)民生活用能，秸稈燃燒效率僅約為15%，而直燃發(fā)電鍋爐可將熱效率提高到90%以上。

秸稈作為一種可再生能源，在生長和燃燒中不增加大氣中二氧化碳量，不但可以替代部分化石燃料，而且還能減少溫室氣體排放量。在我國生物質(zhì)氣化技術(shù)不僅在集中供氣方面有應(yīng)用，科研單位又將生物質(zhì)氣化技術(shù)進行衍生，利用生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)電，并且取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益[3]。據(jù)測算，中國可開發(fā)的生物質(zhì)能資源總量近期約為5億噸標準煤，遠期可達10億噸標準煤。即使按5億噸標準煤計算，生物質(zhì)發(fā)電可滿足中國能源消費量的20%以上的電力，年可減少排放二氧化碳近3.5億噸，、氮氧化物、減排量近2500萬噸。除此之外，秸稈燃燒產(chǎn)生的灰分還可作為鉀還田使用，一臺2.5萬千瓦生物質(zhì)發(fā)電機組年生產(chǎn)達8000噸左右灰分。

生物質(zhì)能是什么？生物質(zhì)能可以用來發(fā)電嗎？

太陽能以光合作用形式存儲在綠色植物中的能量形勢，通俗來講就是各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物如秸稈、果殼、雜木之類，還有各類生活垃圾都可以成為生物質(zhì)能。由于燃氣輪機系統(tǒng)發(fā)電后排放的尾氣溫度大于500℃，所以增加余熱鍋爐和過熱器產(chǎn)生蒸汽，再利用蒸汽循環(huán)，可以有效提高發(fā)電效率，這就是生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán)，其發(fā)電工藝流程如圖4所示。生物質(zhì)能是自然界中有生命的植物提供的能量。這些植物以生物質(zhì)作為媒介儲存太陽能。屬再生能源。據(jù)計算，生物質(zhì)儲存的能量為270億千瓦，比目前世界能源消費總量大2倍。19世紀后半期以前，人類利用的能源以薪柴為主。當前較為有效地利用生物質(zhì)能的方式有： (1) 制取沼氣。主要是利用城鄉(xiāng)有機垃圾、秸桿、水、人畜糞便，通過厭氧消化產(chǎn)生可燃氣體，供生活、生產(chǎn)之用。(2) 利用生物質(zhì)制取酒精。當前的世界能源結(jié)構(gòu)中，生物質(zhì)能所占比重微乎其微。 目前生物質(zhì)發(fā)電應(yīng)用越來越廣泛：生物質(zhì)氣化，產(chǎn)生的氣體帶動發(fā)電機組工作