1、前言
    能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，黨的十六大又提出，2020年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值力爭(zhēng)比2000年翻兩番，即由8.9億元人民幣至35.8萬億人民幣。全國(guó)年耗能源將由13億t標(biāo)煤增加到26. 58億t標(biāo)煤。
    世界氣象專家說，自1861年以來，全球氣溫持續(xù)上升，在20世紀(jì)的100年間，平均氣溫上升了0.6'C。專家們預(yù)測(cè)如果不采取有效措施，本世紀(jì)地球氣溫可能升高1.4～5. 8℃。2003年世界各地出現(xiàn)高溫等氣候異�，F(xiàn)象，這主要是由能源消耗增加所引起的環(huán)境污染造成的，大氣中溫室氣體(CO2、03、CH4、N20等)的濃度增加引起地球平均氣溫上升，其中最主要的是C02。
    中國(guó)1999年CO：排放量為834Mt-C，占世界C02總排放量的13. 38%，同年美國(guó)為1542Mt-C。根據(jù)美國(guó)能源信息署和國(guó)際能源展望預(yù)測(cè)，2020年，中國(guó)CO，總排放量將達(dá)2031Mt-C，占當(dāng)年世界C02總排放量的20. 68%，同年美國(guó)C02排放量為1995Mt-C．占世界總量的20. 32%。
    中國(guó)是《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》組織的簽字國(guó)，負(fù)有保護(hù)環(huán)境不可推卸的責(zé)任和義務(wù)。由于目前我國(guó)已是世界上第二大C02排放國(guó)，且預(yù)計(jì)在2020年將超過美國(guó)，減排CO2，問題將不可回避地成為我國(guó)外交領(lǐng)域面臨的一個(gè)很嚴(yán)峻的局面。
    生物質(zhì)能是通過生物的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能保存在生物質(zhì)中，它是一種廣泛存在、廣為人們利用的能源，使用量?jī)H次于煤、油、天然氣而排在第4位。生物質(zhì)能源分布極廣，產(chǎn)量巨大。研究表明，全球每年形成的生物質(zhì)達(dá)1800億t，相當(dāng)于3000億GJ的能量，為全球現(xiàn)實(shí)能源消費(fèi)的8倍。根據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，我國(guó)生物質(zhì)能源折合7億t標(biāo)煤，但利用率不足10%，因而生物質(zhì)能源的利用具有巨大的開發(fā)潛力。
生物質(zhì)能是一種潔凈的能源，使用生物質(zhì)能不但不會(huì)造成對(duì)環(huán)境的危害，反而有利于改善環(huán)境，因?yàn)樯�物質(zhì)在生長(zhǎng)的過程中都能大量地吸收C02，對(duì)烴類植物，提取乙醇的或一般的油料植物，在燃燒時(shí)返回大氣的COp只占吸收量的1／4～1／6，而且在排放的氣體中幾乎沒有SO：，NOx和灰塵排放量比化石燃料要少得多。因此大量地使用生物質(zhì)能對(duì)凈化環(huán)境十分有利，至少可以說是CO，零排放能源，從而減輕CO，減排的壓力。
    生物質(zhì)能潛力巨大，經(jīng)濟(jì)性好，有多種社會(huì)效益和環(huán)境效益，是未來重要的可再生能源之一。聯(lián)合國(guó)環(huán)境發(fā)展會(huì)議指出到2050年，生物質(zhì)能有潛力可以供給當(dāng)時(shí)世界能源消耗中的50%。
    生物質(zhì)能種類很多，薪柴、秸稈、生活垃圾、海洋生物等，其利用方式主要有以下三種：
    (1)直接燃燒過程：是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能量所通用的基本過程，燃燒過程所產(chǎn)生的熱和蒸汽可用于發(fā)電，或向需要的地方供熱：
    (2)熱化學(xué)過程：是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成更有價(jià)值或更方便的產(chǎn)品，基本熱化學(xué)過程是高溫分解，又可分為氣化、熱解和直接液化三種；
    (3)生物化學(xué)過程：是利用原料的生物化學(xué)作用和微生物的新陳代謝作用產(chǎn)生氣體和液體燃料。
2、生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)簡(jiǎn)介
    生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)是指將固態(tài)生物質(zhì)原料以熱解反應(yīng)轉(zhuǎn)換成方便玎燃?xì)怏w的過程，所產(chǎn)生的氣體可直接作為燃料，用于發(fā)動(dòng)機(jī)、鍋爐和民用爐灶等場(chǎng)合。
    生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)最早出現(xiàn)于18世紀(jì)晚期，20世紀(jì)70年代世界能源危機(jī)后，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家為減少環(huán)境污染，提高能源利用效率，解決礦物能源短缺提供新的替代技術(shù)，又重新開始重視開發(fā)生物質(zhì)氣化技術(shù)和相應(yīng)的裝置產(chǎn)品。1992年召開的世界第15次能源大會(huì)上，確定生物質(zhì)氣化利用作為優(yōu)先開發(fā)的新能源技術(shù)之一。
    目前，國(guó)內(nèi)外正研究和開發(fā)的生物質(zhì)氣化設(shè)備按原理分主要有流化床氣化爐、固定床氣化爐和移動(dòng)床氣化爐三種；按加熱方式分為直接加熱和間接加熱兩類；按氣流方向分為上吸式、下吸式和橫吸式三種。
    從20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)生物質(zhì)氣化技術(shù)一直受到政府和科技人員的重視，研究發(fā)展較快，主要應(yīng)用于供氣、供熱和發(fā)電等方面。
3、在農(nóng)村發(fā)展生物質(zhì)氣化的意義

    “西氣東輸”的天然氣是供應(yīng)大中城市的。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)燃燒效率高、潔凈、方便的優(yōu)質(zhì)燃料如液化石油氣的需求量不斷增加。利用廣大農(nóng)村方便易得的秸稈等生物質(zhì)，通過熱解將其高效地轉(zhuǎn)化為潔凈的可燃?xì)怏w，為占中國(guó)人口70%的農(nóng)村尋找一條投資省、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的能源供應(yīng)方式，對(duì)于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的迸一步發(fā)展，提高農(nóng)民的生活水平和達(dá)小康具有重要的意義，向小康型農(nóng)村供應(yīng)生物質(zhì)可燃?xì)馐巧鐣?huì)發(fā)展的需要。
    生物質(zhì)能與煤炭一樣屬固體燃料，與煤相比，其碳?xì)浔认喈?dāng)高，所以其揮發(fā)分含量高，固定碳較少，熱值也就比煤炭低。另外，它的灰分含量少，硫、氮等元素極少，而其固定碳的活性卻比煤高得多，這些特點(diǎn)決定生物質(zhì)能更適宜氣化過程。小型或中型的生物質(zhì)氣化發(fā)電設(shè)備可以迅速安裝，在急需電力的地方可迅速發(fā)電，避免了燃料成本與未來燃料價(jià)格波動(dòng)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。與常規(guī)能源燃料比較，可大大降低社會(huì)、環(huán)境和健康方面的代價(jià)。
4、我國(guó)秸稈氣化技術(shù)的現(xiàn)狀
    根據(jù)2000～2015年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃：生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展方向是改進(jìn)和完善生物質(zhì)氣化供氣技術(shù)。秸稈氣化集中供氣、發(fā)電技術(shù)主要用于解決農(nóng)作物的資源化利用。技術(shù)的關(guān)鍵是氣化爐、凈化系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)。我國(guó)在熱解氣化技術(shù)方面已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，目前全國(guó)己建成400多個(gè)秸稈氣化集中供應(yīng)站。集中供氣的主要問題是氣化爐生產(chǎn)的燃?xì)庵锌扇汲煞州^少、熱值低、焦油含量偏高，己建成的工程利用率不高，約三分之一已停用等。
    產(chǎn)生上述問題的原因主要是技術(shù)工藝路線采用以空氣作為氣化劑造成的。因?yàn)榭諝庵泻��?9%的氮，這部分氣體在氣化過程中基本不參與反應(yīng)，造成了燃?xì)庵锌扇汲煞州^少，熱值低。有的氣化爐為了提高燃?xì)獾臒嶂�，采用純氧或富氧氧化劑，但由于成本大幅度增加，�?jīng)濟(jì)上并不合算。
    至于焦油含量高的問題，生物質(zhì)在氣化過程中，產(chǎn)生焦油是不可避免的事情。但是焦油的產(chǎn)生也有規(guī)律：一般在500℃左右，在這個(gè)溫度以下，焦油含量隨溫度的升高而增加，高于這個(gè)溫度，焦油量卻隨溫升而減少；焦油在高溫1000～1200℃)下可產(chǎn)生二次裂解，如采用催化劑（木炭、白云石、鎳基催化劑）可將焦油的裂解溫度降低至750～900℃，并提高熱解效率達(dá)90%以上。
溫度是氣化爐的關(guān)鍵控制變量；氣化的成分和熱值都可用溫度來控制；焦炭量隨溫度的增加而減少，而可燃?xì)饬縿t隨溫度的增加而增加；C02的含量隨溫度的升高而減少，到一定程度后則變化很小；Hz、C。H。的含量隨溫升而增加，CO、CH1的含量隨溫升先增加后減少。
    全國(guó)已有20余家企業(yè)看好秸稈氣化集中供氣市場(chǎng)，據(jù)有關(guān)部門預(yù)測(cè)，我國(guó)有80多萬個(gè)村莊，包括秸稈氣化爐等設(shè)備制造、施工和維修服務(wù)在內(nèi)的新產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)值將超過1000億元，可以帶動(dòng)鋼鐵、建材等許多相關(guān)行業(yè)，為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、健康和可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
5、新型中熱值秸桿氣化爐
    秸稈由于堆積密度低和含有較多的氯、鉀、硅等成分，極易形成結(jié)渣而影響燃燒，故如直接放入鍋爐燃燒，能源利用水平低，浪費(fèi)嚴(yán)重，且污染環(huán)境。如將秸稈氣化為中熱值的秸稈可燃?xì)�，則可避免或減輕上述存在的問題，提高能源利用效率，又保護(hù)了環(huán)境。
    (1)中熱值燃?xì)獾膬?yōu)點(diǎn)
    ①可以使用相應(yīng)的城市燃?xì)獾脑罹撸?br />     ②可以使用相應(yīng)的城市燃?xì)獾臒崴�器�?br />     ③所產(chǎn)生的蒸汽可由現(xiàn)有的產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)殡姡?br />     ④可將生活垃圾中的有機(jī)質(zhì)混入秸稈中，從而實(shí)現(xiàn)垃圾的三化：無害化、減量化和資源化。
    (2)中熱值可燃?xì)獾臒峤鈾C(jī)理
    采用下吸式間接加熱的移動(dòng)床，在完全隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫c>1000℃)熱裂解，由于不采用空氣作為氣化劑，避免了空氣中氮?dú)膺M(jìn)入可燃?xì)�，從而可使所產(chǎn)燃?xì)獾臒嶂颠_(dá)到12560kj/m3( 3000kcal/m3)以上；由于采用間接加熱和下吸式，使秸稈的干燥和干餾產(chǎn)物全部經(jīng)過高溫段ciooo'c)，從而使熱解時(shí)必然產(chǎn)生的焦油產(chǎn)生二次裂解，秸稈所帶的水分在高溫下變成水蒸氣參與反應(yīng)，使可燃?xì)怏w的熱值和數(shù)量均可增加；移動(dòng)床可以控制秸稈在熱解時(shí)的停留時(shí)間。
    (3)秸稈氣化爐所要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)
    秸稈的燃?xì)猱a(chǎn)率=0. 5～0. 7m3／kg;
    可燃?xì)獾牡蜔嶂?ge;l2600kjlm3(3000kcal／m3)：
    經(jīng)凈化系統(tǒng)后進(jìn)儲(chǔ)氣柜前的焦油含量≤30～40 mg] m3。
    (4)秸桿氣化爐的工藝流程基本框圖（如圖1）
    (5)開發(fā)新型秸桿氣化爐的意義
    在燃煤工業(yè)鍋爐因燃煤產(chǎn)生煙氣形成污染環(huán)境的情況下，燃煤工業(yè)鍋爐逐步退出大中城市，由燃油或燃?xì)忮仩t所替代是必然趨勢(shì)。而隨著我國(guó)小城鎮(zhèn)的發(fā)展，對(duì)可燃?xì)獾男枨蠹眲≡鲩L(zhǎng)，利用生物質(zhì)能所產(chǎn)生的可燃?xì)馐欠�合我�?guó)的產(chǎn)業(yè)政策和可持續(xù)發(fā)展的需求，而且在可能的情況下，擴(kuò)大規(guī)�？沙蔀闊帷㈦�、煤氣等多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。工業(yè)鍋爐的制造廠要抓住這個(gè)機(jī)遇，大力開發(fā)秸稈氣化爐這一新產(chǎn)品。
6、結(jié)論
    (1)發(fā)展生物質(zhì)能的利用設(shè)備是減排C02和我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的需要；
    (2)生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)是生物質(zhì)能利用的一個(gè)重要方面，在農(nóng)村有著良好的市場(chǎng)前景；
    (3)生物質(zhì)熱解氣化可以解決我國(guó)農(nóng)村小康的能源和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)環(huán)境三個(gè)效益的統(tǒng)一；
    (4)開發(fā)新型的中熱值秸稈氣化爐是一種創(chuàng)新產(chǎn)品，工業(yè)鍋爐制造廠要抓住個(gè)機(jī)遇。
    三門峽富通新能源銷售生產(chǎn)生物質(zhì)鍋爐以及生產(chǎn)銷售生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料的顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、木屑顆粒機(jī)。