生物質(zhì)氣化技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展分析研究生物技術(shù)專業(yè)

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1、生物質(zhì)氣化技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展 摘要：介紹了生物質(zhì)氣化的基本原理及有關(guān)氣化工藝，闡述了常見的生物質(zhì)氣化反應(yīng)器（氣化爐）工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn)，解釋了氣化劑、原料粒徑、溫度、壓力等操作條件對生物質(zhì)氣化的影響，最后討論了目前生物質(zhì)氣化技術(shù)存在的問題并進(jìn)行展望。 亟待解決的問題. 關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；氣化；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢；流化床；雙流化床 生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動植物和微生物。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式儲存在生物質(zhì)中的能量形式，以生物質(zhì)為載體的能量?；剂系氖褂脦砹艘幌盗械沫h(huán)境、社會和政治問題，而生物質(zhì)能具有清潔性、充足性、可再循環(huán)、易于儲存和運(yùn)輸、便于轉(zhuǎn)換

2、等優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的新能源之一。生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)能化學(xué)轉(zhuǎn)化利用的重要方面。 1 生物質(zhì)氣化技術(shù) 1.1 生物質(zhì)氣化簡介 生物質(zhì)氣化是指固態(tài)生物質(zhì)原料在高溫下部分氧化的轉(zhuǎn)化過程。該過程直接向生物質(zhì)通氣化劑，生物質(zhì)在缺氧的條件下轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿涌扇細(xì)怏w。所用氣化劑不同，得到的氣體燃料也不同。目前應(yīng)用最廣的是用空氣作為氣化劑，產(chǎn)生的氣體主要作為燃料，用于鍋爐、民用爐灶、發(fā)電等場合。通過生物質(zhì)氣化可以得到合成氣，可進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榧状蓟蛱釤挼玫綒錃狻? 生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)最早出現(xiàn)于18世紀(jì)末期，首次商業(yè)化應(yīng)用可以追溯到1833年，當(dāng)時以木炭作為原料，經(jīng)過氣化器生產(chǎn)可燃?xì)?，?qū)動內(nèi)

3、燃機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)期間，生物質(zhì)氣化技術(shù)達(dá)到頂峰。20世紀(jì)70年代世界能源危機(jī)后，發(fā)達(dá)國家為減少環(huán)境污染，提高能源利用效率，解決礦物能源短缺提供新的替代技術(shù)，又重新開始重視開發(fā)生物質(zhì)氣化技術(shù)和相應(yīng)的裝置。人們發(fā)現(xiàn)，氣化技術(shù)非常適用于生物質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化。生物質(zhì)氣化反應(yīng)溫度低，可避免生物質(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。在1992年召開的世界第15次能源大會上，確定生物質(zhì)氣化利用作為優(yōu)先開發(fā)的新能源技術(shù)之一。 1.2 生物質(zhì)氣化過程 隨著氣化裝置類型、工藝流程、反應(yīng)條件、氣化劑種類、原料性質(zhì)等條件的不同，生物質(zhì)氣化反應(yīng)過程也不相同，但是這些過程的基本反應(yīng)包括固體燃料的干燥、熱解反應(yīng)

4、、還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)四個過程。生物質(zhì)原料進(jìn)入氣化器后，首先被干燥。在被加熱到100℃以上時，原料中的水分首先蒸發(fā)，產(chǎn)物為干原料和水蒸氣。溫度升高到300℃以上時開始發(fā)生熱解反應(yīng)。熱解是高分子有機(jī)物在高溫下吸熱所發(fā)生的不可逆裂解反應(yīng)。大分子碳?xì)浠衔镂龀錾镔|(zhì)中的揮發(fā)物，只剩下殘余的木炭。熱解反應(yīng)析出揮發(fā)分主要包括水蒸氣、H2、CO、CH4、焦油及其他碳?xì)浠衔?。熱解的剩余物木炭與被引入的空氣發(fā)生反應(yīng)，同時釋放大量的熱以支持生物質(zhì)干燥、熱解及后續(xù)的還原反應(yīng)進(jìn)行，氧化反應(yīng)速率較快，溫度可達(dá)1000～1200℃，其他揮發(fā)分參與反應(yīng)后進(jìn)一步降解。沒有氧氣存在，氧化層中的燃燒產(chǎn)物及水蒸氣與還原層中木炭發(fā)

5、生還原反應(yīng)，生成氫氣和一氧化碳等。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)化過程。還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度將會降低到700～900℃。 各過程涉及的主要化學(xué)反應(yīng)如下： C+O2→CO2 2C+CO2→2CO C+H2O→CO+H2 CO+H2O→CO2+H2 C+2H2→CH4 1.3 生物質(zhì)氣化的分類 生物質(zhì)氣化技術(shù)的分類有很多，可以從不同的角度對其進(jìn)行分類。根據(jù)燃?xì)馍a(chǎn)機(jī)理可分為熱解氣化和反應(yīng)性氣化。根據(jù)氣化劑的不同，可分為干餾氣化、空氣氣化、水蒸氣氣化、氧氣氣化、氫氣氣化（如圖1所示）；根據(jù)采用的氣化反應(yīng)設(shè)備的不同又可分為固定床氣化、流化床氣化和氣

6、流床氣化。在氣化過程中使用不同的氣化劑、采取不同過程運(yùn)行條件；可以得到三種不同熱值的氣化產(chǎn)品氣（燃?xì)猓旱蜔嶂等細(xì)?，燃?xì)鉄嶂档陀?.3MJ/m3（使用空氣和蒸汽/空氣）；中等熱值燃?xì)?，燃?xì)鉄嶂翟?6.7～33.4MJ/m3（使用氧氣和蒸汽）；高熱值燃?xì)?，燃?xì)鉄嶂蹈哂?3.4MJ/m3（使用氫氣）。 圖1 生物質(zhì)氣化技術(shù)的分類 2 生物質(zhì)氣化設(shè)備 生物質(zhì)氣化反應(yīng)發(fā)生在氣化爐中，氣化爐是氣化反應(yīng)的主要設(shè)備。生物質(zhì)在氣化爐中完成了氣化反應(yīng)過程并轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃?xì)?。目前，國?nèi)外正研究和開發(fā)的生物質(zhì)氣化設(shè)備按原理分主要有固定床氣化爐、流化床氣化爐和攜帶床氣化爐；按加熱方式分為直接加熱和間接加熱

7、兩類；按氣流方向分為上吸式、下吸式和橫吸式三種（見圖2）。 圖2 生物質(zhì)氣化爐的分類 2.1 固定床上吸式氣化爐 固定床上吸式氣化爐的工作過程是：生物質(zhì)原料從頂部加入，然后依靠重力逐漸由頂部移動到底部，空氣從底部進(jìn)入，向上經(jīng)過各反應(yīng)層，燃?xì)鈴纳喜颗懦?，灰渣從底部排出，由于原料移動方向與氣體流動方向相反，所以也叫逆流式氣化。固定床上吸式氣化的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）氣化效率較高，主要是因為熱解層和干燥層充分利用了還原反應(yīng)后的氣體余熱；（2）燃?xì)鉄嶂递^高，主要是因為氣化氣直接混入了具有較高熱值的揮發(fā)分；（3）爐排受到進(jìn)風(fēng)的冷卻，不易損壞。固定床上吸式氣化的最大缺點(diǎn)是由于氣化生成氣直接混入了揮

8、發(fā)分中的焦油而使氣體中的焦油含量較高，以木材為原料進(jìn)行氣化，氣體中的焦油含量一般會高達(dá)20g/m3以上，這對于氣體的使用是一個很大的問題，因為焦油冷凝后會沉積在管道、閥門、儀表和灶具上，嚴(yán)重時可破壞系統(tǒng)的正常運(yùn)行。自生物質(zhì)氣化技術(shù)問世以來，如何清除焦油一直沒有得到很好的解決。固定床上吸式氣化爐一般應(yīng)用在粗燃?xì)獠恍枥鋮s和凈化就可以直接使用的場合，如直接作為鍋爐等熱力設(shè)備的燃料氣等，在必須使用清潔燃?xì)獾膱龊希椭荒苡糜材净蚰咎孔鳛闅饣?. 2.2 固定床下吸式氣化爐 生物質(zhì)原料從頂部加入，然后依靠重力逐漸由頂部移動到底部，空氣從上部進(jìn)入，向下經(jīng)過各反應(yīng)層，燃?xì)庥煞磻?yīng)層下部吸出，灰渣從底部排

9、出。由于原料移動方向與氣體流動方向相同，所以也叫順流式氣化。固定床下吸式氣化的最大優(yōu)點(diǎn)是氣化氣體中的焦油含量比固定床上吸式低許多，因為揮發(fā)分中的焦油在氧化層和還原層得到了一定程度的氧化和裂解，因此，這種氣化技術(shù)比較適宜應(yīng)用于需要使用潔凈燃?xì)獾膱龊?。固定床下吸式氣化的最大缺點(diǎn)是爐排處于高溫區(qū)，容易粘連熔融的灰渣，壽命難以保證。保證固定床下吸式氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行 ，對于木炭和木材等優(yōu)質(zhì)原料并不太難，但對于秸秤和草類等物理性質(zhì)較差的低品質(zhì)原料就難了許多，因為秸秤等物料在揮發(fā)分大量析出后，其體積會迅速縮小，從而使得秸秤半焦依靠自身重力向下移動的能力變得很差，因此，熱解層和氧化層極易發(fā)生局部穿透。為了及時

10、填充穿透空間并阻止氣流短路，合理設(shè)計加料機(jī)構(gòu)和爐腔形狀 ，輔以合理的撥火方式都是必須的。 2.3 單流化床氣化爐 單流化床氣化爐只有一個流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器一般可分為上下兩段，下部為氣固密相段，上部為氣固稀相段。氣化劑從底部經(jīng)氣體分布板進(jìn)入流化床反應(yīng)器，生物質(zhì)原料從分布板上方進(jìn)入流化床反應(yīng)器。生物質(zhì)原料與氣化劑一邊向上作混合運(yùn)動，一邊發(fā)生干燥、熱解、氧化和還原等反應(yīng)，這些反應(yīng)主要發(fā)生在密相段，反應(yīng)溫度一般控制在800℃左右。稀相段的作用主要是降低氣體流速，使沒有轉(zhuǎn)化完全的生物質(zhì)焦炭不致被失流迅速帶出反應(yīng)器而繼續(xù)留在稀相段發(fā)生氣化反應(yīng)。與固定床氣化相比，流化床氣化的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）由于生

11、物質(zhì)物料粒度較細(xì)和劇烈的氣固混合流動床層內(nèi)傳熱傳質(zhì)效果較好，因而氣化效率和氣化強(qiáng)度都比較高，尤其是氣化強(qiáng)度要比固定床氣化高2～3倍；（2）由于流態(tài)化的操作范圍較寬，故流化床氣化能力可在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而氣化效果和氣化效率不會明顯降低；（3）由于床層溫度不是很高且比較均勻，因而灰分熔融結(jié)渣的可能性大大減弱。與固定床氣化相比，流化床氣化的主要缺點(diǎn)如下：（1）由于氣體出口溫度較高，故產(chǎn)出氣體的顯熱損失較大；（2）由于流化速度較高、物料顆粒又細(xì)，故產(chǎn)出氣體中的固體帶出物較多；（3）流化床要求床內(nèi)物料、壓降和溫度等分布均勻 ，因而啟動控制較為復(fù)雜；（4）對于鼓泡床氣化，最好在床層內(nèi)添加一些熱容量比較

12、大的惰性熱載體，否則氣化效率和氣化強(qiáng)度都難以令人滿意。 2.4 循環(huán)流化床氣化爐 循環(huán)流化床氣化爐與單流化床氣化爐的主要區(qū)別是生成氣中的固體顆粒在經(jīng)過了旋風(fēng)分離器或濾袋分離器后，通過料腳再返回到流化床，繼續(xù)進(jìn)行氣化反應(yīng)。與單流化床氣化相比，循環(huán)流化床氣化的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）由于操作氣速可以明顯提高而不必?fù)?dān)心碳的轉(zhuǎn)化率，故氣化效率尤其是氣化強(qiáng)度可以得到進(jìn)一步提高；（2）可以適用更小的物料粒徑，在大部分情況下叮以不加流化熱載體，運(yùn)行較為簡單。其缺點(diǎn)主要是因流系統(tǒng)控制較難，料腳容易發(fā)生下料困難，且在炭回流較少的情況下容易變成低速攜帶床。 2.5 雙流化床氣化爐 雙流化床氣化爐分為兩個組成部

13、分，即第一級流化床反應(yīng)器和第二級流化床反應(yīng)器。在第一級流化床反應(yīng)器中，生物質(zhì)物料發(fā)生熱解反應(yīng)，生成氣攜帶著炭顆粒和床層物料如沙子等進(jìn)入分離裝置，分離后的炭顆粒和床層物料經(jīng)料腳進(jìn)入第二級流化床反應(yīng)器；在第二級流化床反應(yīng)器中，炭顆粒進(jìn)行氧化反應(yīng)，使床層溫度升高，高溫?zé)煔鈹y帶著床層物料進(jìn)入分離裝置，分離后的床層物料經(jīng)料腳又重新進(jìn)入第一級流化床反應(yīng)器，從而為生物質(zhì)熱解提供所需的熱源。由于燃燒和氣化在雙流化床氣化系統(tǒng)中是在兩個反應(yīng)器中分開進(jìn)行的，熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w不會被燃燒產(chǎn)生的煙氣稀釋，因此，雙流化床氣化所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w熱值與城市煤氣相當(dāng)，屬于中熱值氣體，既可用作燃?xì)?，也可用作化工合成氣的原料? 3

14、 影響生物質(zhì)氣化的主要因素 在生物質(zhì)氣化過程中，當(dāng)氣化爐類型確定后，在確定的氣化劑條件下，控制條件諸如空氣當(dāng)量比、生物質(zhì)與氣化劑的比率、原料粒徑、溫度、壓力、氣化介質(zhì)、催化劑和添加劑等對碳的轉(zhuǎn)化率、燃?xì)獬煞纸褂彤a(chǎn)量等都有重要的影響。相關(guān)學(xué)者對各個因素對氣化的影響做了研究，得出了大量研究結(jié)論。 3.1 氣化劑的影響 生物質(zhì)氣化時所用的氣化劑有空氣、水蒸氣、空氣-水蒸氣、二氧化碳、水蒸氣-氧、水蒸氣-二氧化碳等，氣化劑不同，氣化爐出口產(chǎn)生的氣體組分也不同。在工業(yè)規(guī)模中，氣化劑一般是用空氣，當(dāng)量比為0.2～0.3，出口氣體包括50%（體積分?jǐn)?shù)）的N2、8%～12%（體積分?jǐn)?shù)）的H2以及少量的

15、CO、CH4、C2、C3、CO2、H2O和焦油。這個組成只適用于發(fā)電和供熱。水蒸氣氣化的出口氣組成和空氣氣化很不同，出口氣不再包括氮?dú)?，氫氣的含量高達(dá)50%～55%（體積分?jǐn)?shù)），同時還將得到大量的CH4、C2 、C3和焦油與H2、CO和CO2。另外，水蒸氣的二次催化重整，輕的碳?xì)浠衔锖痛蠖鄶?shù)的焦油能被轉(zhuǎn)化成H2和CO、H2的量增加至70%～75%（體積分?jǐn)?shù)），如果出口氣中富含氫氣，它可以被用作燃料電池，如果H2和CO的比例近似為2：1，可用作F-T的合成，如果氣體富含甲烷，可以被用作熱值燃料。 3.2 粒徑的影響 在生物質(zhì)氣化過程中，生物質(zhì)粒子的熱解反應(yīng)直到加熱到一定溫度時才能發(fā)生，生物

16、質(zhì)的粒徑主要影響其加熱速率，生物質(zhì)粒子的加熱速率又影響氣體的產(chǎn)率和產(chǎn)品氣的組成。通常認(rèn)為，加熱速率越快，輕質(zhì)氣體越多，焦炭和混合物的產(chǎn)率越少。研究發(fā)現(xiàn)顆粒尺寸在0.85～1.80mm之間時，油菜籽熱裂解熱解油產(chǎn)率最大（為干油菜籽原料質(zhì)量的46.1%），顆粒尺寸為0.224mm時，油產(chǎn)率為42.9%，炭產(chǎn)率為22.81%，顆粒尺寸大于1.8mm時，油和炭的產(chǎn)率分別為44.6%和21.68%。Stenseng等研究了生物質(zhì)顆粒尺寸（小麥秸稈和3種纖維素）對熱解的影響，試驗在終溫600℃、加熱速率為40℃/min的條件下進(jìn)行，顆粒尺寸大時，失重峰移向高溫區(qū)流化床中對松樹鋸未空氣-水蒸氣氣化中不同粒徑

17、下氣體組分的變化研究表明，CH4、CO、C2H6和C2H4體積隨著粒徑減小而增加，CO2則相反，粒徑從0.2～0.3mm增加到0.6～0.9mm，氣體產(chǎn)率從2.57m3/kg降到1.53m3/kg，且少產(chǎn)1.04m3的氣體。這主要是因為粒徑越小，熱解過程主要通過反應(yīng)動力學(xué)控制，隨著粒徑的增加，氣體擴(kuò)散過程影響增加。無論是在電加熱的熱絲反應(yīng)器氮?dú)饬髦?，還是在流化床反應(yīng)器中對杏核水蒸氣氣化中均得出：對于粒徑<1mm的生物質(zhì)粒子以外部熱傳遞為主，溫度是動力學(xué)的主要影響因素，粒徑越大，熱傳遞的阻抗越大，粒徑>1mm的生物質(zhì)粒子以內(nèi)部的熱傳遞為主，而影響整個脫揮發(fā)分過程，熱傳遞是動力學(xué)控制步驟。 3.

18、3 溫度的影響 在生物質(zhì)氣化過程中，溫度是一個很重要的影響因素，溫度對氣化產(chǎn)物分布、產(chǎn)品氣的組成、產(chǎn)氣率、熱解氣熱值等都有很大的影響。在300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃用CO2氣化葡萄和甘蔗渣的研究得出，隨著溫度的提高，固體產(chǎn)率減小和氣體產(chǎn)率增加。液體產(chǎn)率在600～700℃達(dá)到最大值，說明在這一溫度有很強(qiáng)的裂解反應(yīng)發(fā)生。趙俊成實驗發(fā)現(xiàn)，隨著裂解溫度的升高，稻殼熱解氣中CO、CH4和O2的含量基本不變，CO2的含量明顯下降，而H2的含量急劇上升，熱解氣體的產(chǎn)量迅速增加，焦油和殘?zhí)康漠a(chǎn)量下降，熱解氣的熱值逐漸增加，但增加的幅度越來越小。Demirbas等研究發(fā)

19、現(xiàn)山毛榕熱解反應(yīng)生物油的產(chǎn)出率隨著熱解溫度的升高而增加。當(dāng)山毛榕的熱解溫度從347℃升高到547℃時，生物油的產(chǎn)率從69.6%增加到78.3%。張軍等為了解熱解溫度對熱解產(chǎn)物釋放過程的影響，分別對木屑、黃豆稈和稻殼以及木屑進(jìn)行了400℃、500℃以及800℃的熱解試驗。400℃時產(chǎn)物中的CO含量明顯偏低，而在高溫下（800℃）CO含量達(dá)到了40%。隨著溫度升高，液體產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，證實熱解溫度是影響生物質(zhì)有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)物組成的重要因素。Demirbas采用棉花殼、茶葉工廠廢料和橄欖殼為實驗原料考察了熱解溫度對熱解氣體的影響，當(dāng)熱解溫度從702℃升高到852℃時，棉花殼、茶葉工廠廢料和橄欖殼的轉(zhuǎn)

20、化率分別從36.4%、37.6%、32.4%提高到50.1%、43.7%和44.6%。表明，溫度影響生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，隨著溫度的增加，轉(zhuǎn)化率提高，油產(chǎn)率增加，因此如果以生物油為目的產(chǎn)物，應(yīng)在高溫下進(jìn)行熱解。 不同學(xué)者的研究均表明，隨溫度升高，氣體產(chǎn)率增加，反應(yīng)速率增大，對產(chǎn)品氣組成影響則隨實驗條件的不同而不同。在熱解的初始階段，溫度增加氣體產(chǎn)率增加，歸因于揮發(fā)物的裂解。焦油的裂解也是隨著溫度的升高而增大，生物質(zhì)氣化過程中產(chǎn)生的焦油在高溫下發(fā)生裂解反應(yīng)生成CmHn、CO、H2、CH4。 3.4 壓力的影晌 在研究草本植物的水蒸氣氣化時，溫度700℃下，粒徑在0.63～1.00mm，水蒸氣的壓

21、力改變，26.35kPa、45.59kPa、53.70KPa、69.91kPa、83.09kPa，氣體的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率隨著水蒸氣的壓力增加而增加，因為增加壓力使反應(yīng)速率加快。在水蒸氣氣化過程中，水-氣遷移反應(yīng)是主要反應(yīng)，控制著氣體的產(chǎn)生，也是產(chǎn)氫氣的主要來源。壓力增高，氫氣的產(chǎn)率也增高。當(dāng)壓力從26.35kPa增至83.09kPa時，H2/CO從3.26增至8.55。所以，在水蒸氣氣化時，可以通過調(diào)節(jié)水蒸氣的壓力來調(diào)節(jié)氫氣的產(chǎn)率，亦適應(yīng)不同的需要。另一個研究是在一空氣鼓泡加壓流化床中氣化木質(zhì)生物質(zhì)，壓力在506.63～2026.5kPa，得出壓力增大，脫揮發(fā)分的速度減慢而加強(qiáng)了裂解反應(yīng)，產(chǎn)生的焦

22、油量也減少，氣相濃度也減小。沈永兵等研究表明，熱解壓力可使木屑中揮發(fā)組分釋放強(qiáng)度減弱，釋放高峰延后。在相同溫度下，壓力越低揮發(fā)分析出越多，失重越小，可見壓力的增加抑制了熱解氣相產(chǎn)物的析出。李文等研究了鋸末和稻殼在不同氫壓下的熱解。隨著熱解氫壓升高，失重率下降，最大失重峰溫度提高。說明壓力的增加可抑制揮發(fā)分的逸出，同時生物質(zhì)本身固有的氫足夠氫化逸出的揮發(fā)性產(chǎn)物，外部的氫氣對其熱解失重率影響不顯著。因此，在生物質(zhì)加氫熱解中沒有必要使用太高的壓力。操作壓力提高，一方面能提高生產(chǎn)能力，另一方面能減少帶出物損失，從結(jié)構(gòu)上看，在同樣的生產(chǎn)能力下，壓力提高，氣化爐容積可以減小，后續(xù)工段的設(shè)備也可減小尺寸，而

23、且凈化效果好，所以流化床目前都從常壓向高壓方向發(fā)展。 3.5 原料前處理的影晌 生物質(zhì)原料在進(jìn)行熱解氣化之前，有些研究者對原料用酸、堿或鹽進(jìn)行前處理，研究實驗前處理對反應(yīng)產(chǎn)物的影響。600℃下用CO2氣化時，用不同濃度的硫酸和磷酸對甘蔗渣酸洗，研究表明，酸濃度的增加，導(dǎo)致了生物質(zhì)比表面積的增加，對比同一濃度酸洗前后的產(chǎn)品分布，氣相組分減少，液相組分增多，焦炭量幾乎沒有變化，但是焦炭中的固定碳含量增多，灰濃度減少，因為在甘蔗渣中的礦物質(zhì)溶解于酸溶液中。而用不同濃度的鹽溶液（鹽溶液為Na2CO3、K2CO3、KCl、NaCl，濃度為0.lg/cm3、0.05g/cm3、0.01g/cm3、0.

24、005g/cm3和0.001g/cm3）浸漬松樹碎片，鹽的浸漬加強(qiáng)了脫揮發(fā)分和在低溫下的重量損失率的增加。焦炭的產(chǎn)率有所提高，初始分解溫度降低。用不同的溶液浸漬，可能產(chǎn)生不同的作用，可能與鹽的催化作用和水解進(jìn)攻有關(guān)，也可能浸潰使固體基質(zhì)溶脹，改變了固體的結(jié)構(gòu)，對氣化產(chǎn)生影響。 4 生物質(zhì)氣化需解決的主要問題 目前生物質(zhì)氣化需解決的主要問題有：燃?xì)庵薪褂秃科?，后續(xù)燃?xì)鈨艋に囆璐罅康乃?，帶來?yán)重的廢水污染；氣化效率偏低，產(chǎn)率偏低，燃?xì)庵锌扇細(xì)怏w濃度低；生物質(zhì)直接氣化、高壓超臨界氣化雖然可獲得高的可燃?xì)怏w濃度，但是技術(shù)路線復(fù)雜，對于資源分散的生物質(zhì)不易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；氣化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性

25、差，燃?xì)馄焚|(zhì)不易控制；氣化工藝對原料種類、顆粒尺寸的適應(yīng)性差；整個氣化過程中凈能量獲得率不理想，能量利用途徑單一，生產(chǎn)能力低，規(guī)模小，氣化殘渣沒有得到利用，單位熱量燃?xì)獬杀据^高。生物質(zhì)氣化技術(shù)的開發(fā)需要綜合考慮上述各種因素，以期獲得滿意的氣化效率和可燃?xì)怏w組分濃度，同時焦油含量低、過程凈能量獲得率高，以滿足集中供氣、氣化發(fā)電、供熱、合成轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)氣體等多種應(yīng)用需求。 5 結(jié)束語 生物質(zhì)能作為一種可再生能源，在能源結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的地位越來越重要。由于化石燃料的不可再生性和使用過程對環(huán)境的影響，生物質(zhì)能將成為本世紀(jì)的主要能源之一。生物質(zhì)在我國豐富而廣泛，大力發(fā)展生物質(zhì)氣化技術(shù)，對緩解能源供求矛

26、盾和減少環(huán)境污染有著十分重要的意義。而生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展將是這一轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。其中生物質(zhì)氣化技術(shù)是生物質(zhì)高效利用的重要方法之一，也是當(dāng)前生物質(zhì)能技術(shù)研究熱點(diǎn)之一。盡管目前生物質(zhì)氣化技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入實用階段，并且我國也已有了小規(guī)模的集中供氣、供熱及氣化發(fā)電等方面的應(yīng)用，但是距國外水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?。要真正有效地利用生物質(zhì)能，還必須盡快解決生物質(zhì)氣化的關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)的配套技術(shù)和設(shè)施。 參考文獻(xiàn)： [1]蘇亞欣，毛玉如，趙敬德. 新能源與可再生能源概論. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [2]吳治堅. 新能源和可再生能源的利用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [3]李傳統(tǒng). 新能源與可

27、再生能源技術(shù). 南京：東南大學(xué)出版社，2005 [4]王長貴. 新能源發(fā)電技術(shù).北京：中國電力出版社，2003 [5]翟秀靜，劉奎仁，韓慶. 新能源技術(shù). 化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [6]馬隆龍，吳創(chuàng)之，孫立. 生物質(zhì)氣化技術(shù)及其應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 [7]朱錫鋒. 生物質(zhì)熱解原理與技術(shù). 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2006 [8]劉廣青，董仁杰，李秀金. 生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2009 [9]吳占松，馬潤田，趙滿成. 生物質(zhì)能利用技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2001 [10]胡成春．讓世界更潔凈——新能源．北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1999 [11]姚向君，田宜水. 生物質(zhì)能資源清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [12]吳創(chuàng)之，馬隆龍. 生物質(zhì)能現(xiàn)代利用技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003