下吸式生物质固定床气化炉研究进展

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1、第３７卷第５期南京林业大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．５２０１３年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＥｄｉｔｉｏｎ）Ｓｅｐｔ．，２０１３下吸式生物质固定床气化炉研究进展∗马中青，张齐生，周建斌，章一蒙（南京林业大学竹材工程研究中心，江苏南京２１００３７）摘要：随着全球能源需求的不断增加和化石能源的日趋枯竭，生物质固定床气化技术作为一种清洁的可再生能源利用技术，引起许多研究者的关注。与上吸式固定床气化炉相比，下吸式具有可燃气焦油含量低、炭转化率高、可燃气热值高、可燃气产品用途广的优点。笔者详细介绍了下吸式生物质固定

2、床气化炉的原理、分类、单段下吸式固定床以及两段下吸式固定床的研究现状，并且在综述的基础上，对下吸式固定床气化炉的应用研究提出了展望。关键词：生物质气化；下吸式固定床气化炉；可再生能源利用中图分类号：Ｘ７４文献标志码：Ａ文章编号：１０００－２００６（２０１３）０５－０１３９－０７Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｄｏｗｎｄｒａｆｔｂｉｏｍａｓｓｆｉｘｅｄ⁃ｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒ∗ＭＡＺｈｏｎｇｑｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＱｉｓｈｅｎｇ，ＺＨＯＵＪｉａｎｂｉｎ，ＺＨＡＮＧＹｉｍｅｎｇ（ＢａｍｂｏｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔ

3、ｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅｔｏｔｈｅｗｏｒｌｄｗｉｄｅｄｅｍａｎｄｏｆｐｒｉｍａｒｙｅｎｅｒｇｙａｎｄｆｏｓｓｉｌｆｕｅｌｓｄｅｐｌｅｔｉｏｎ，ｂｉｏｍａｓｓｆｉｘｅｄ⁃ｂｅｄｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｓｔｈｅｃｌｅａｎａｎｄｒｅｎｅｗａｂｌｅｂｉｏｅｎｅｒｇｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｔｔｒａｃｔｓａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｕｍｂｅｒｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｕｐｄｒａｆｔｆｉｘｅｄ⁃ｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒ，ｄｏｗｎｄｒａｆｔｆｉｘｅｄ⁃ｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒｈａｓｔｈｅａｄｖａ

4、ｎｔａｇｅｏｆｌｏｗｅｒｔａｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｈｉｇｈｅｒｃａｒｂｏｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅ，ｈｉｇｈｅｒｃａｌｏｒｉｆｉｃｖａｌｕｅａｎｄｗｉｄｅｒｒａｎｇｅｏｆｕｓａｇｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｂｉｏｍａｓｓｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｏｗｎｄｒａｆｔｆｉｘｅｄ⁃ｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅ⁃ｓｔａｇｅａｎｄｔｈｅｔｗｏ⁃ｓｔａｇｅｄｏｗｎｄｒａｆｔｆｉｘｅｄ⁃ｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｍａｓｓｇａｓ

5、ｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｄｏｗｎｄｒａｆｔｆｉｘｅｄ⁃ｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒ；ｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙ生物质气化是以生物质为原料，以氧气（空式气化炉。下吸式固定床气化炉是在上吸式的基气、富氧性气体或纯氧等）、水蒸气或氢气等气体础上开发出来的，目的是为了克服上吸式可燃气中为气化剂，在高温条件下通过热化学反应将生物质焦油含量高的缺点，主要用于小规模的气化发［４］中可燃烧的物质转化成可燃烧气体的过程。气化电。下吸式气化炉可燃气的流向与生物质的进技术与直燃技术最根本的区别在于气化过程中需料方向相同，通常设置高温氧化区，气化剂从炉排要限量供应上述几种氧（气）化剂。生物质气化产上一定高度位置通入气化炉

6、，可燃气从炉排下部被生可燃气的主要可燃成分为ＣＯ，Ｈ，ＣＨ，还有极析出。下吸式气化炉的这种结构使可燃气必须通过２４少量的ＣＨ（ｎ＞１）。气化除了产生可燃气外，还高温氧化区，利于焦油进一步裂解，燃气中焦油含量ｎｍ３［７］３［８］会产生一定量的副产物，如焦炭、焦油等。它可将（５０～５００ｍｇ／ｍ）比上吸式（１０～１００ｇ／ｍ）显低品位的固体生物质转化成高品位的可燃气体，从著减少。该类气化炉适合于气化较干燥的块状物料［９］而可广泛应用于工农业生产的各个领域，如合成甲（含水率＜２５％）；装置的结构简单、投资少、运行［１－６］［１］醇、集中供气、供热、发电等。方便可靠；特别适用于拥有丰富生物质原料且电

7、生物质固定床气化炉主要分为上吸式和下吸力紧缺的边远农村地区和工农业加工厂的小规模发收稿日期：２０１２－０７－２０修回日期：２０１２－１２－１３基金项目：２０１２年普通高校研究生科研创新计划项目（ＣＸＬＸ１２－０５３４）；２０１２年度南京林业大学优秀博士学位论文创新基金项目；国家重点基础研究发展计划项目（２０１０ＣＢ７３２２０５）；“十二五”国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＤ３０ＢＯＯ）；“十二五”农村领域国