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。該系統(tǒng)包括兩種發(fā)電技術(shù)：整體氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）和整體氣化熱空氣循環(huán)（IGHAT）。盡可能將能量保留在反應(yīng)后得到的可燃?xì)庵?，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(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衔铩＃?）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。

生物質(zhì)能是什么？生物質(zhì)能可以用來(lái)發(fā)電嗎？

太陽(yáng)能以光合作用形式存儲(chǔ)在綠色植物中的能量形勢(shì)，通俗來(lái)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。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(chǔ)存太陽(yáng)能。屬再生能源。據(jù)計(jì)算，生物質(zhì)儲(chǔ)存的能量為270億千瓦，比目前世界能源消費(fèi)總量大2倍。農(nóng)林固體生物質(zhì)將具有可再生性，只要人類行為得當(dāng)，這種能源就不會(huì)枯竭，可以周而復(fù)始的產(chǎn)生。19世紀(jì)后半期以前，人類利用的能源以薪柴為主。當(dāng)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(jī)垃圾、秸桿、水、人畜糞便，通過(guò)厭氧消化產(chǎn)生可燃?xì)怏w，供生活、生產(chǎn)之用。(2) 利用生物質(zhì)制取酒精。當(dāng)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(lái)越廣泛：生物質(zhì)氣化，產(chǎn)生的氣體帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組工作

以農(nóng)業(yè)廢棄物和木材廢棄物為主的生物質(zhì)資源分布分散，收集和運(yùn)輸困難，不適合采用大規(guī)模燃燒技術(shù)，而中等規(guī)模的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)（400—6000kW）在發(fā)展中國(guó)家具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，也具備進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的條件。中國(guó)ke xue yuan廣州能源研究所研究開發(fā)的中等規(guī)模生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)達(dá)到了同類技術(shù)的水平，性價(jià)比處于國(guó)際領(lǐng)xian水平，該技術(shù)共申請(qǐng)國(guó)家專利9項(xiàng)，已在中國(guó)、臺(tái)灣和東南亞等國(guó)家推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。我國(guó)與國(guó)外情況不同，一方面要通過(guò)發(fā)電避免農(nóng)民焚燒秸稈引起污染等社會(huì)問(wèn)題，一方面又要通過(guò)發(fā)電扶助農(nóng)民。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)先后獲得“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃youxiu成果獎(jiǎng)、廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、上海國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)銀獎(jiǎng)、廣東省優(yōu)xiu專利獎(jiǎng)。2005年10月，在由聯(lián)合國(guó)教科文組織發(fā)起的全球可再生能源領(lǐng)域ju投資價(jià)值的十大領(lǐng)xian技術(shù)評(píng)選中該技術(shù)獲得“藍(lán)天獎(jiǎng)”，再一次證明了生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)在國(guó)際上的影響力。

目前，生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)處于初步商業(yè)化階段，基本原理是生物質(zhì)在缺氧狀態(tài)下熱解生成氣體燃料，凈化后的氣體燃料燃燒驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)或燃燒后產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。氣化發(fā)電過(guò)程包括3個(gè)方面：一是生物質(zhì)氣化。經(jīng)處理的生物質(zhì)原料由進(jìn)料系統(tǒng)送進(jìn)氣化爐內(nèi)，揮發(fā)分(干基下為70%~80%)熱解釋放出揮發(fā)性氣體如CmHn、H2、CO、CO2、焦油和水蒸氣，產(chǎn)生的碳發(fā)生典型氣化反應(yīng)(水蒸氣 碳)和燃燒反應(yīng)(碳 氧氣)，通過(guò)燃燒反應(yīng)釋放出的熱量促使生物質(zhì)熱解和碳的氣化反應(yīng)進(jìn)行，從而把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料；二是氣體凈化。氣化生成的燃?xì)舛己幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行；三是燃?xì)獍l(fā)電。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)的生物質(zhì)氣化發(fā)電有比較好的市場(chǎng)環(huán)境，但從成本分析可知，即使解決二次污染問(wèn)題，大規(guī)模的生物質(zhì)收集與運(yùn)輸仍使發(fā)電成本提高，失去經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)性。凈化后的燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)的燃燒室燃燒驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，或者燃?xì)庠阱仩t內(nèi)燃燒生產(chǎn)高溫高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。圖1為生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝流程示意圖。