常見的生物質(zhì)能源熱處理工藝

熱處理法：

1) 熱解法：

將預(yù)處理后生物質(zhì)能源隔絕氧氣，給予一定的熱量（400℃）左右，使得生物質(zhì)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(zhì)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(zhì)可用作發(fā)電。

3) 液化法：

通過氣化產(chǎn)生的合成氣，通過費托合成工藝，生產(chǎn)液體燃料。

4) 燃燒法：

傳統(tǒng)的應(yīng)用工藝，通常和煤混燃，灰量大。

氣化反應(yīng)涉及的反應(yīng)方程式

燃燒反應(yīng)

若是以氧氣為氣化介質(zhì)，其熱值能達到15 MJ/Nm³。

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

氣化反應(yīng)涉及的反應(yīng)器

1.固定床熱解器

固定床反應(yīng)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(zhì)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(yīng)器的機理就是從下部入風，噴嘴噴入的氧氣將生物質(zhì)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(yīng)用了一些惰性的介質(zhì)以增大傳熱，對于生物質(zhì)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(zhì)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(yīng)的產(chǎn)物走向

通常氣化反應(yīng)進行完成后所產(chǎn)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(chǎn)，即以上提及的一氧化碳和水的反應(yīng)，由此也引出了合成氨的反應(yīng)，因為該反應(yīng)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(yīng)合成油類也是很有前景的工藝，目前普遍應(yīng)用于煤的氣化，生物質(zhì)能目前較少，如果能將大量的農(nóng)業(yè)廢物轉(zhuǎn)化為燃料，其科技前景將不可限量。