常见的生物质能源热处理工艺

热处理法：

1) 热解法：

将预处理后生物质能源隔绝氧气，给予一定的热量（400℃）左右，使得生物质能源的分子键断开甚至重组，由此获得液体燃料（多为生物柴油）。

2) 气化法：

和煤的气化机理相似，将固体的生物质能变为合成气（syngas），主要成分为一氧化碳和氢气，这两种物质可用作发电。

3) 液化法：

通过气化产生的合成气，通过费托合成工艺，生产液体燃料。

4) 燃烧法：

传统的应用工艺，通常和煤混燃，灰量大。

气化反应涉及的反应方程式

燃烧反应

若是以氧气为气化介质，其热值能达到15 MJ/Nm³。

水蒸气气化产物在14MJ左右。 总体来说纯氧是气化介质里面造价很高的，但是其产物热值比较好。

气化反应涉及的反应器

1.固定床热解器

固定床反应器被分为不同的层，其分层依据为不同的层级，所具有的氧气含量和温度不同。

图1 固定床生物质气化炉

根据以上提及的分级原则，排灰口位置的温度达到低点，其上层的燃烧区有足够的氧气供给，这导致其温度有足够的来源，供给上层的气化、热解和干燥区域。

2.下部进风式焦油燃烧气化炉

图2 下部进风式焦油燃烧气化炉

顾名思义，该反应器的机理就是从下部入风，喷嘴喷入的氧气将生物质能变为热量，随着氧气的减少，在其下方形成气化区域，上方的热解区，因为隔绝氧气而生成?焦类，气体的走向和灰渣的走向为同向。

3.沸腾气化床

沸腾气化床和之前提到的流化热解床类似，应用了一些惰性的介质以增大传热，对于生物质气化，这是很受欢迎的气化工艺因为它显著地升高了床层中的传质和传热速率。

图3 沸腾床气化工艺

对于沸腾床来说，气速的控制很重要，其随意开停的特点则是获得了许多青睐。

气化反应的产物走向

通常气化反应进行完成后所产生的合成气是很好的可以供给燃烧的气体，通过一定的处理，可以用于氢气的生产，即以上提及的一氧化碳和水的反应，由此也引出了合成氨的反应，因为该反应有大量的氢气消耗，通常氨合成的氢气来源都是通过合成气而来。

合成气通过费托反应合成油类也是很有前景的工艺，目前普遍应用于煤的气化，生物质能目前较少，如果能将大量的农业废物转化为燃料，其科技前景将不可限量。