20世紀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。爐體上端中心位置設(shè)置有進料口，進料口上設(shè)置有水封的進料口密封蓋。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，在相對較低的溫度下就有相當量的固態(tài)燃料轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分物質(zhì)析出。由于生物質(zhì)這種獨特的性質(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)燃機或燃氣輪機發(fā)電，進行熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供，從而實現(xiàn)生物質(zhì)的清潔利用。生物質(zhì)氣化的一個重要特征是反應(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、團聚等運行難題。

美國在利用生物質(zhì)能發(fā)電方面處于世界ling先地位美國建立的Battelle生物質(zhì)氣化發(fā)電示范工程代表生物質(zhì)能利用的世界先進水平，生產(chǎn)一種中熱值氣體，不需要制氧裝置，此工藝使用兩個實際上分開的反應(yīng)器：(1)氣化反應(yīng)器，在其中生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成中熱值氣體和殘?zhí)浚?2)燃燒反應(yīng)器，燃燒殘?zhí)坎闅饣磻?yīng)供熱。20世紀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。兩個反應(yīng)器之間的熱交換載體由氣化爐和燃燒室之間的循環(huán)沙粒完成。圖4的工藝流程圖表明了兩個反應(yīng)器以及它們在整個氣化工藝中的配合情況。

“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)。早在上世紀6O年代，我國就開始了生物質(zhì)氣化發(fā)電的研究，研制出了樣機并進行了初步推廣，還曾出口到發(fā)展中國家，后因經(jīng)濟條件限制和收益不高等原因停止了這方面的研究工作。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。

生物質(zhì)氣化爐的制作工藝

生物質(zhì)氣化爐的制作工藝一般分為上吸式和下吸式兩種，簡單來說上吸式氣化爐，就是原料從上入料口投入，經(jīng)過上述幾個步驟后生成可燃性氣體，后在底部用風機強制送風，在氣化發(fā)生器上部輸出燃氣，由于下吸式固定床氣化過程中可以二次裂解焦油，可有效地降低產(chǎn)物中焦油的含量。大型生物質(zhì)氣化循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括原料預處理、循環(huán)流化床氣化、催化裂解凈化、燃氣輪機發(fā)電、蒸汽輪機發(fā)電等設(shè)備，適合于大規(guī)模處理農(nóng)林廢物。因此目前應(yīng)用的工藝以下吸式固定床式發(fā)生器為主。