生物質(zhì)能在很久之前就為人類所應用,但人類忽視了對生物質(zhì)能應用的科學研究,使其應用效率很低。隨著能源短缺、環(huán)境惡化,人們重新關(guān)注生物質(zhì)能。在現(xiàn)代生物質(zhì)能應用技術(shù)中,主要包括:生物化學轉(zhuǎn)化方法和熱化學轉(zhuǎn)化方法。其中,熱化學法更易于規(guī);肮I(yè)化。根據(jù)能源轉(zhuǎn)化過程中給入的氧量(用化學計量系數(shù)表征),熱化學方法大體可以分為三種手段:直接燃燒、熱解以及氣化。
1、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)
直接燃燒即指燃料的完全氧化,在燃燒過程中給入足夠量的氧量。生物質(zhì)燃燒主要產(chǎn)生熱量以及煙氣(C02、H20以及N2),與燃煤鍋爐相似,生物質(zhì)在鍋爐中燃燒產(chǎn)生的熱量加熱水冷壁而得到高溫高壓的水蒸氣,水蒸氣驅(qū)動汽輪機產(chǎn)生電力。目前為止,生物質(zhì)發(fā)電鍋爐基本上都是采用直接燃燒技術(shù)。為了盡可能不改變?nèi)济哄仩t的負荷及結(jié)構(gòu),同時達到降低導致酸雨的有害氣體的排放,研究者們提出了生物質(zhì)與煤混燒的燃燒方式,為生物質(zhì)應用提供了新思路,富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐,生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。


2、生物質(zhì)氣化技術(shù)
生物質(zhì)在給入的氧量不足情況下降解,使固體的生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化為氣體。其基本原理即含碳物質(zhì)在不充分氧化的條件下,產(chǎn)生CO等可燃氣體。氣化爐內(nèi)的溫度一般在800~1100℃左右,產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物主要包括CO、H2、CH4以及其他碳氫化合物,得到的可燃氣體混合物可以用于鍋爐、發(fā)動機及燃氣輪機,從而應用于集中供氣、供熱及供電方面。生物質(zhì)氣化技術(shù)已經(jīng)得到國內(nèi)外研究者的重視,并取得了可喜的成果。
3、生物質(zhì)熱解技術(shù)
生物質(zhì)熱解即在缺氧情況下降解,得到的主要產(chǎn)物包括焦油、焦炭及小分子氣體產(chǎn)物,與氣化技術(shù)不同,熱解技術(shù)主要用于生物油液體產(chǎn)物或者焦炭固體產(chǎn)物的制取。在熱解過程中,通過改變操作條件(反應溫度及升溫速率),得到不同的產(chǎn)物。低溫和長期的慢速裂解主要用來生成木炭,炭產(chǎn)量最高可達30%,約占總能量的50%;低于600。C的中等溫度及中等反應速率的熱解可制得相同比例的氣體、固體和液體產(chǎn)物;溫度在500~600。C,升溫速率在l03~104K/S,氣相停留時間小于Ss的快速熱解,可以最大限度的制取生物油液體產(chǎn)物,生物油產(chǎn)率高達80%。
這三種熱化學轉(zhuǎn)化技術(shù)的基本過程都是遵循下列原則的:首先是生物質(zhì)原料的熱解,然后熱解產(chǎn)物的燃燒從而得到能量。在現(xiàn)實應用中,三種的方法區(qū)別并不明顯,其中熱解反應同樣可以在有少量氧氣的條件下發(fā)生。而燃燒及氣化反應的第一個階段都可以認為是生物質(zhì)的熱解。層燃燃燒的整個過程將在本章后續(xù)章節(jié)具體介紹。