1. 研究目的与意义
能源是人类社会生存、国民经济发展的必备资源和重要战略物资。占目前世界一次能源供应 87.7%的化石能源，因其不可再生性、稀缺性以及附带产生的诸多严
环境问题，已经制约人类的可持续发展。世界能源委员会在《1992 年世界能源资源调查》报告中指出，以目前的消费速度，全世界已探明的煤、石油和天然气储量将分别在 262 年、49 年和 57 年后用完，可见能源将成为未来人类社会发展的瓶颈。此外，化石能源的大量使用也是大气中 co2、so2等温室气体和污染气体浓度不断提高的一个非常重要的原因，大气中 co2浓度由 1958 年的 315μl/l 上升到 2003 年的 376μl/l，并呈逐年加剧趋势。
能源紧缺以及由其产生的生态环境恶化，使得当今能源和环境科学研究的一个重要领域是寻找新的替代能源。在这些新能源中，由于核能、大型水电具有潜在的生态环境风险，风能和地热等具有区域性资源制约，大力发展受到限制和质疑，而生物质能却以资源丰富、生态环境友好光彩夺目。我国是农业、林业大国，生物质能资源丰富，开发利用条件良好。据不完全估计，包括可作为燃料的农作物生物质、农产品加工废弃物、森林采伐加工产业的剩余物、禽畜养殖业粪便排放物、工业废水和废渣以及城市垃圾等在内的可利用生物质能，转化为能源的潜力近期约为 5 亿 t 标准煤/年，远期可达 10 亿 t 标准煤/年，具有良好的开发利用生物质能的资源条件，对增加能源供应、保护环境，特别是有效地解决三农问题，实现可持续发展具有重大的现实意义。
2. 国内外研究现状分析
早在 18 世纪晚期生物质气化技术就已出现。1938 年建成了世界上第一台气化炉－上吸式气化炉。20 世纪三四十年代，用于内燃机的小型气化技术得到了应用。五六十年代，由于生物质气化技术的不完善及利用率低等原因，生物质热解气化技术的发展和应用产生了延滞。九十年代初，生物质能源的开发和研究重新引起了人们的高度重视，许多国家尤其是西欧及北美的一些发达的国家分别修订了各自的能源计划，投入了大量的人力物力相继开始研究和开发以能源林等生物质能来代替矿物燃料的技术，如日本的阳光计划，印度的绿色能源工程，美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等。据估计，世界范围内对可再生能源技术的开发投资已达到 315亿美元。美国 2000 年生物质能利用率占全国总能耗的 10%~13%，芬兰可再生能源占全国能耗的 40%以上，巴西更是占到了 55%以上之多，目前，美国、意大利、德国、日本、荷兰、法国、瑞典等国家已经开始大规模的应用生物质能源，走在了从化石燃料转入可再生能源时代的前列。
生物质气化及发电技术在发达国家已受到广泛重视。目前，欧洲和美国在利
用生物质气化方面处于世界领先地位。瑞典已生产出 2.5kw~25mw 的下吸式生物
3. 研究的基本内容与计划
生物质气化，先将生物质秸秆进行粉碎并进行干燥，然后将生物质粉末通入气化炉中进行热裂解，气化炉用的是流化床气化炉。气化采用的其滑剂是空气(氧气)一水蒸汽。空气(氧气)一水蒸汽气化，是以空气和水蒸汽同时作为气化介质的气化过程，该气化工艺，从理论上分析，是比单纯空气(氧气)气化和水蒸汽气化都优越的气化方式，一方面它是自供热系统，不需要复杂的外热源;另一方面，气化所需的一部分氧气可由水蒸汽提供，减少了空气的消耗量，并生成更多的H2及碳氢化合物。气化后的气体通过干燥器干燥过后再通到脱硫塔，脱去气体中的含硫物质得到纯净的合成气，最后合成气通过转化塔进行一定的转化来调节合成气体中CO和H2含量比例，以放便进行下一步的反应。
4. 研究创新点
生物质气化需要用到气化炉，气化器是生物质气化工艺中最核心的设备，根据操作条件的差别，气化反应器可分为:固定床气化器，流化床气化器(包括鼓泡流化床和循环流化床气化器)，气流床气化器。据统计，目前商业运行的装置中，7%5采用下吸式固定床，20%采用流化床，2.5%采用上吸式气化炉，另外2.5%采用其他形式气化系统厂4〕。图1.2给出了气化器分类结构图，图1.3一1.6给出各种不同结构反应器示意图。
