能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟的基本支撐。我國是能源消費大國，當(dāng)前能源供應(yīng)主要依靠煤炭、石油和等化石能源，而化石能源資源的有限性及其開發(fā)利用過程對環(huán)境生態(tài)造成的巨大壓力，嚴(yán)重制約著經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。其不僅減輕了因焚燒秸稈而對環(huán)境造成的污染，而且提高了秸稈的利用效果，并為能源的可持續(xù)發(fā)展提出了有效途徑。同時，我國又是一個農(nóng)業(yè)大國，每年有大量的農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)品和能源作物等植物生物質(zhì)產(chǎn)生。而生物質(zhì)氣化技術(shù)正是以植物生物質(zhì)為原料，采用熱解法及熱化學(xué)氧化法在缺氧條件下加熱，使其發(fā)生復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化過程，在反應(yīng)條件下按照化學(xué)鍵的成鍵原理，變成co、、氫氣等可燃性氣體的分子。終利用這些氣體進行集中供氣、發(fā)電，從而可在某些情況下替代現(xiàn)有的煤電以及。其不僅減輕了因焚燒秸稈而對環(huán)境造成的污染，而且提高了秸稈的利用效果，并為能源的可持續(xù)發(fā)展提出了有效途徑。

生物質(zhì)氣化是通過氣化裝置的熱化學(xué)反應(yīng)，可將低效能的固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能的可燃氣，因此氣化爐自然是生物質(zhì)氣化過程中的關(guān)鍵設(shè)備之一。我國使用的生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)，主要有固定床、流化床和直接干餾熱解3種工藝形式。投運來的運行效果較好，多種秸桿混燒不僅沒有結(jié)焦而成為有效充足的燃料供給的一種手段，可因地制宜參考這種方式。固定床氣化爐工藝一般采用空氣為氣化劑，氣流方式有上吸式、下吸式或是平吸式，特點是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、可以實現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等。但是得到的生物質(zhì)燃氣熱值低，通常在4200～7560kJ/m3之間，屬低熱值可燃氣，且生物質(zhì)氣焦油含量高，容易造成管路堵塞。流化床氣化爐的工作特點：氣固接觸混合良好，停留時間都較短，床內(nèi)壓力降較高，受熱均勻，加熱迅速，氣化反應(yīng)速度快，可燃氣得率高，爐內(nèi)溫度高而且恒定，可燃氣中焦油含量較小，但出爐的可燃氣中含有較多的灰分，可頻繁啟停，氣化強度大、綜合經(jīng)濟性好，非常適合于大型的工業(yè)供氣系統(tǒng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投資較多，常見的氣化爐類型如圖4所示。直接干餾熱解的特點是生物質(zhì)在隔絕空氣條件下進行熱分解，產(chǎn)物為固體炭和木醋液、可燃性氣體，生產(chǎn)過程須外加能源[8]。各氣化爐的工作原理及氣流走向如圖5所示。

環(huán)境效益

生物質(zhì)能是一種可再生、CO零排放、SO2、NO、含塵質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低的清潔能源，是化石能源很好的替代燃料。生物質(zhì)氣化發(fā)電部分可以通過監(jiān)測燃氣流量、溫度和燃氣成分等參數(shù)單獨計量，電量和電網(wǎng)企業(yè)進行單獨結(jié)算，目前該方式已經(jīng)通過了國家發(fā)改委確認(rèn)，能夠完全享受生物質(zhì)電價補貼。歐洲國家對生物質(zhì)電廠賦予的職責(zé)是消耗秸稈維護大氣環(huán)境，對于生物質(zhì)發(fā)電給予較大的補貼，不考慮電廠的連續(xù)運行時間和盈利問題。目前，出臺的相關(guān)政策支持度已很大。但隨著市場變化其支持力度還應(yīng)相應(yīng)跟上，使這一新興產(chǎn)業(yè)更好地發(fā)展。

從氣化過程上分

　　由于生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)采用氣化技術(shù)和燃氣發(fā)電技術(shù)的不同，其系統(tǒng)構(gòu)成和工藝過程有很大的差別。從氣化形式上看，生物質(zhì)氣化過程可以分為固定床氣化和流化床氣化兩大類。

　　(1)固定床氣化，包括上吸式氣化、下吸式氣化和開心層式氣化，這3種形式的氣化發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)在都有代表性的產(chǎn)品。

　　(2)流化床氣化，包括鼓泡床氣化、循環(huán)流化床氣化及雙流化床氣化，這3種氣化發(fā)電工藝目前都在研究，其中研究和應(yīng)用多的是循環(huán)流化床氣化發(fā)電系統(tǒng)。生物質(zhì)能直接燃燒發(fā)電是以農(nóng)作物秸稈和林木廢棄物為原料，進行簡單加工，然后輸送到生物質(zhì)發(fā)電鍋爐，經(jīng)過充分燃燒后產(chǎn)生蒸汽推動汽輪發(fā)電機發(fā)電的高新技術(shù)。另外，國際上為了實現(xiàn)更大規(guī)模的氣化發(fā)電方式，提高氣化發(fā)電效率，正在積極開發(fā)高壓流化床氣化發(fā)電工藝。