2016年第12期
乙醛醋酸化工
专家论坛
王忠华
摘要：生物质能的开发利用可缓解能源紧缺问题、环境污染问题和“三农”问题等国家重大战略问题，而生物质气化是生物质能高品位利用发展最迅速最实用的技术之一。生物质气化技术的研究和开发得到了国内外广泛重视，并取得了较大的进展。本文在分析总结生物质气化技术国内外应用现状的基础上，从生物质气化集中供气技术、热电联产技术、合成液体燃料技术和制氢技术等方面指出了今后生物质气化技术发展面临的机遇和挑战。 生物质气化
关键词：生物质气化；集中供气；热电联产；合成燃料；制氢
人类社会发展进步离不开能源，但人类使用能源的无限性与常规能源储量的有限性形成一对尖锐矛盾。为了解决目前各国所遇到的能源短缺和几十年后全人类的能源危机，有关国家尤其是发达国家正在大力
开发可再生能源，致使能源结构中可再生能源的比重逐步上升。欧盟在2010年通过的未来10年经济发展战略中明确提出：到2020年，欧盟的可再生能源使用比例将提高至20%[1]。另据预测，到2035年，可再生能源发电在全球发电量中的份额将接近1/3[2]。
生物质能是太阳能转换和积累的主要形态之一，是唯一的既有矿物燃料属性，又可储存、运输、可再生、可转换并较少受自然条件制约的能源。在我国，以农业废弃物为主的生物质资源总量每年达4.87亿吨油当量，其中有约3.7亿吨可用于发电和供热，占总量的76%。生物质能的开发利用可缓解能源紧缺问题、环境污染问题和“三农”问题等国家重大战略问题，而生物质气化是生物质能高品位利用发展最迅速最实用的技术之一。生物质气化技术的研究和开发得到了国内外广泛重视，并取得了较大的进展。
1、生物质气化原理及技术路线
生物质气化是以生物质为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸汽或氢气等作为气化剂（或称气化介质），在高温条件下通过热化学反应将生物质中可燃的部分转化为可燃气的过程。生物质气化时产生的气体，有效成分主要为CO、H2和CH4等，称为生物质燃气。气化和燃烧过程是密不可分的，燃烧是气化的基础，气化是部分燃烧或缺氧燃烧[3]。
生物质气化的技术路线种类较多。生物质气化反应过程主要取决于气化剂的选择、气化炉中反应温度 和压力的控制、物料的停留时间。根据气化剂的不同分为空气气化、水蒸汽气化、氧气气化、氢气以及多种气化剂的混合物气化；根据气化反应器的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流床气化；根据催化剂使用情况分非催化气化和催化气化；还可以根据气化反应压力的不同分为常压气化和加压气化技术。根据采用的气化方式、气化剂、气化条件的不同，可获得5~26MJ/m3热值不等的燃气[4]。调整生物质燃气中H2、CO、CO2的比例，可应用于生物质气化供热、供气、发电、合成液体燃料和制氢等场合[5]。
2、生物质气化反应器
生物质气化技术的研究和开发已具有相当长的历史，其核心是气化炉，气化炉能量转化效率的高低是整个气化系统的关键所在[6]。根据气化的工作原理，生物质气化炉可分为固定床、流化床和气流床三种类型，目前已工业化应用的主要是固定床和流化床，生物质气流床气化更多处于研发阶段。
固定床气化炉按气体在炉内流动方向，可分为下吸式、上吸式、横吸式及开心式几种。生物质气化采用固定床气化炉的最大优点是原料不用预处理、设备结构简单紧凑、燃气中灰分含量较低；但由于加料和排灰问题，使其不便于设计为连续运行的方式、不便于放大，并且气化强度和碳转化率较低。生物质流化床气化的研究比固定床晚许多，其工艺有三种典型的形式，即鼓泡床气化、循环流化床气化及双床流化床气化。借助流态化作用，物料颗粒、热载体和气化介质充分接触，受热均匀，气化反应
速度相对较快，但其排出的灰和飞灰中碳含量较高，同样造成整个气化过程中碳转化率较低。气流床气化技术是将原料与气化剂通过喷嘴产生高速射流送入气化炉，
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