生物質(zhì)氣化技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展與現(xiàn)狀

　　我國對生物質(zhì)氣化技術(shù)的深入研究始于上世紀8O年代。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。經(jīng)過2O年的努力，我國生物質(zhì)氣化技術(shù)日趨完善。目前已經(jīng)成功開發(fā)出將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可燃氣體的技術(shù)，大多采用固定床氣化，如河北的ND系列、山東的XFL系列、廣州的GSQ－110型和云南QL50、60型；建成的多個生物質(zhì)氣化的供熱、傳熱系統(tǒng)，應(yīng)用在不同場合取得了一定的社會、環(huán)保和經(jīng)濟效益。

與發(fā)達國家生物質(zhì)氣化技術(shù)相比，國內(nèi)生物質(zhì)氣化裝置基本上是以空氣為氣化劑的常壓固定床氣化技術(shù)，其技術(shù)上的問題主要是：燃氣質(zhì)量不穩(wěn)定且燃氣熱值低；CO含量過多，不符合城市居民使用燃氣標(biāo)準(zhǔn)；燃氣凈化及焦油的處理有待于改進，國內(nèi)已建成的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，對燃氣的凈化及焦油的處理大多采用水洗物理方法，凈化效率不高，氣體中焦油含量較高，既造成能源浪費，又加快設(shè)備損耗；整套裝置尚缺乏長時間的運行試驗，可靠性及使用壽命尚待確定；集中供氣系統(tǒng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與施工規(guī)范尚未形成，難以實現(xiàn)氣化技術(shù)的工程化。濕法就是利用水洗燃氣，使之快速降溫從而達到焦油冷凝并從燃氣中分離的目的水洗除焦法存在能量浪費和二次污染現(xiàn)象，凈化效果只能勉強達到內(nèi)燃機的要求。上述因素制約了生物質(zhì)氣化技術(shù)在我國的商業(yè)化推廣。

“九五”期間進行1MWe的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)研究，旨在開發(fā)適合中國國情的中型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)。雙流化床與循環(huán)流化床相似，如圖2所示，不同的是第I級反應(yīng)器的流化介質(zhì)在第II級反應(yīng)器中加熱。1MW的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)已于1998年10月建成，采用一爐多機的形式，即5臺200kWe發(fā)電機組并聯(lián)工作，2000年7月通過中科院鑒定后投入小批量使用。該系統(tǒng)在很多方面比200kWe氣化發(fā)電有了改善，但由于受氣化效率與內(nèi)燃機效率的限制．簡單的氣化一內(nèi)燃機發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)效率低于18％，單位電量的生物質(zhì)消耗量一般大于1．2kg(dry)／(kW·h)。以中科院廣州能源所為主承擔(dān)的“十五”863項目——4MWe的生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置正處于研究開發(fā)之中。

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 ，同時放出熱量，溫度可達1000~1300攝氏度， 在氧化層進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。下面主要從工業(yè)技術(shù)及運行情況、使用的原料、能量利用和轉(zhuǎn)換、環(huán)境效益和經(jīng)濟性五個方面對流化床和固定床氣化爐進行比較。 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)進行裂解反應(yīng)。 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℃