20世紀(jì)70年代，Gahly等首ci提出了將氣化技術(shù)用于生物質(zhì)這種含能密度低的燃料。生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程xin的技術(shù)之一。生物質(zhì)原料通常含有70℃～90℃揮發(fā)分，這就意味著生物質(zhì)受熱后，在相對(duì)較低的溫度下就有相當(dāng)量的固態(tài)燃料轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分物質(zhì)析出。運(yùn)行過程中，固定床床內(nèi)溫度不均勻，固體在床內(nèi)停留時(shí)間過長(zhǎng)，而氣體停留時(shí)間較短，壓力降較低。由于生物質(zhì)這種獨(dú)特的性質(zhì)，氣化技術(shù)非常適用于生物質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化。不同于完全氧化的燃燒反應(yīng)，氣化通過兩個(gè)連續(xù)反應(yīng)過程將生物質(zhì)中的碳的內(nèi)在能量轉(zhuǎn)化為可燃燒氣體，生成的高品位的燃料氣既可以供生產(chǎn)、生活直接燃用，也可以通過內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供，從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的清潔利用。生物質(zhì)氣化的一個(gè)重要特征是反應(yīng)溫度低至600～650℃，因此可以消除在生物質(zhì)燃料燃燒過程中發(fā)生灰的結(jié)渣、團(tuán)聚等運(yùn)行難題。

其生物質(zhì)氣化裝置均為流化床氣化爐，使用氧氣或者水蒸氣作氣化劑，產(chǎn)出中熱值燃?xì)?。在濾出焦油和雜質(zhì)，脫除c02、N2、cH．以及其他碳?xì)浠衔镏螅谝欢▔毫ο?，使CO和H20反應(yīng)生成H2，再將c0和H2以1：2的比例混合導(dǎo)人合成塔，加入催化劑，合成甲chun德國(guó)已廣泛使用含1％～3％甲chun的混合汽you，內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)無須進(jìn)行較大改動(dòng)，其輸出功率近似于燃用純qi油的內(nèi)燃機(jī)的輸出功率。目前，生物質(zhì)氣化合成甲chun的技術(shù)已經(jīng)成熟，只是其產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性還不能與石油、煤化工相競(jìng)爭(zhēng)芬蘭的一家化肥廠在世界上shou次采用生物質(zhì)氣化燃?xì)夂铣砂比〉贸晒?。干生物質(zhì)(木屑)氣化產(chǎn)出的氣體經(jīng)凈化后可得到CO和H2的混合氣，再將此混合氣與N2反應(yīng)合成氨。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。

氧化反應(yīng)生物質(zhì)在氧化層中的主要反應(yīng)

1、氧化反應(yīng) 生物質(zhì)在氧化層中的主要反應(yīng)為氧化反應(yīng)，氣化劑由爐柵的下部導(dǎo)入，經(jīng)灰渣層吸熱后進(jìn)入氧化層，在這里通過高溫的碳發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成大量的 ，同時(shí)放出熱量，溫度可達(dá)1000~1300攝氏度， 在氧化層進(jìn)行的燃燒均為放熱反應(yīng)，這部分反應(yīng)熱為還原層的還原反應(yīng)，物料的裂解及干燥提供了熱源。 2、還原反應(yīng)。在氧化層中生成的 和碳與水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng)。 3、裂解反應(yīng)區(qū)。氧化區(qū)及還原區(qū)生成的熱氣體在上行過程中經(jīng)裂解區(qū)，將生物質(zhì)加熱，使在裂解區(qū)的生物質(zhì)進(jìn)行裂解反應(yīng)。所以流化床對(duì)環(huán)境影響比固定床大，在實(shí)際設(shè)計(jì)中必須對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行除塵凈化處理。 4、干燥區(qū)。經(jīng)氧化層、還原層及裂解反應(yīng)區(qū)的氣體產(chǎn)物上升至該區(qū)，加熱生物質(zhì)原料，使原料中的水分蒸發(fā)，吸收熱量，并降低產(chǎn)生溫度，生物質(zhì)氣化爐的出口溫度一般為100~300℃