常見的生物質能源熱處理工藝

熱處理法：

1) 熱解法：

將預處理后生物質能源隔絕氧氣，給予一定的熱量（400℃）左右，使得生物質能源的分子鍵斷開甚至重組，由此獲得液體燃料（多為生物柴油）。

2) 氣化法：

和煤的氣化機理相似，將固體的生物質能變?yōu)楹铣蓺猓╯yngas），主要成分為一氧化碳和氫氣，這兩種物質可用作發(fā)電。

3) 液化法：

通過氣化產生的合成氣，通過費托合成工藝，生產液體燃料。

4) 燃燒法：

傳統(tǒng)的應用工藝，通常和煤混燃，灰量大。

氣化反應涉及的反應方程式

燃燒反應

若是以氧氣為氣化介質，其熱值能達到15 MJ/Nm³。

水蒸氣氣化產物在14MJ左右。 總體來說純氧是氣化介質里面造價很高的，但是其產物熱值比較好。

氣化反應涉及的反應器

1.固定床熱解器

固定床反應器被分為不同的層，其分層依據(jù)為不同的層級，所具有的氧氣含量和溫度不同。

圖1 固定床生物質氣化爐

根據(jù)以上提及的分級原則，排灰口位置的溫度達到低點，其上層的燃燒區(qū)有足夠的氧氣供給，這導致其溫度有足夠的來源，供給上層的氣化、熱解和干燥區(qū)域。

2.下部進風式焦油燃燒氣化爐

圖2 下部進風式焦油燃燒氣化爐

顧名思義，該反應器的機理就是從下部入風，噴嘴噴入的氧氣將生物質能變?yōu)闊崃?，隨著氧氣的減少，在其下方形成氣化區(qū)域，上方的熱解區(qū)，因為隔絕氧氣而生成?焦類，氣體的走向和灰渣的走向為同向。

3.沸騰氣化床

沸騰氣化床和之前提到的流化熱解床類似，應用了一些惰性的介質以增大傳熱，對于生物質氣化，這是很受歡迎的氣化工藝因為它顯著地升高了床層中的傳質和傳熱速率。

圖3 沸騰床氣化工藝

對于沸騰床來說，氣速的控制很重要，其隨意開停的特點則是獲得了許多青睞。

氣化反應的產物走向

通常氣化反應進行完成后所產生的合成氣是很好的可以供給燃燒的氣體，通過一定的處理，可以用于氫氣的生產，即以上提及的一氧化碳和水的反應，由此也引出了合成氨的反應，因為該反應有大量的氫氣消耗，通常氨合成的氫氣來源都是通過合成氣而來。

合成氣通過費托反應合成油類也是很有前景的工藝，目前普遍應用于煤的氣化，生物質能目前較少，如果能將大量的農業(yè)廢物轉化為燃料，其科技前景將不可限量。