湯 穎，曹 輝

(西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，陜西西安710065)

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生物質(zhì)氣化技術(shù)研究進(jìn)展

湯 穎，曹 輝

(西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，陜西西安710065)

對目前國內(nèi)外生物質(zhì)氣化過程中所采用的技術(shù)、反應(yīng)原理、影響氣化反應(yīng)的因素進(jìn)行了詳細(xì)概括和總結(jié)，分析和論述了當(dāng)前生物質(zhì)氣化過程中遇到的一些問題，并對今后生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢和主要方向進(jìn)行了展望。

生物質(zhì)；氣化；生物能源；預(yù)處理

隨著世界化石能源消耗日趨增大，世界性的能源危機(jī)已然顯現(xiàn)。自20世紀(jì)70年代開始，幾乎每十年就有一次石油危機(jī)，這極大地制約了人類社會的發(fā)展[1]。進(jìn)入新世紀(jì)以來，國際原油供需日趨緊張，油價(jià)劇烈波動。由于地緣政治及一些經(jīng)濟(jì)原因的影響，近期原油價(jià)格有所降低，但供需緊張、油價(jià)劇烈波動的整體趨勢沒有發(fā)生大的變化，對我國的能源安全造成了極大的威脅[2]；此外，化石能源帶來的環(huán)境損害問題日益嚴(yán)重。在化石能源的開采、提煉和使用過程中，都會產(chǎn)生大量的粉塵及有毒有害氣體，嚴(yán)重影響人類的生產(chǎn)生活。同時(shí)，化石能源的燃燒還會產(chǎn)生大量的CO2、甲烷等溫室氣體，加劇全球變暖的趨勢[3]。以生物質(zhì)能源為代表的新能源的使用，為解決上述問題提供一種新的途徑。

1 生物質(zhì)氣化及其原理

生物質(zhì)是指自然界中所有微生物、動植物以及這些生命體排泄、代謝所產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)[4]。生物質(zhì)作為新能源原料的一種，在自然界中分布極廣。我國是農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源尤其豐富，各種生物質(zhì)資源總量在5.0×109t左右[5]。此外，相較于煤炭而言，生物質(zhì)加工產(chǎn)物中硫和灰分含量較低，是一種公認(rèn)的清潔燃料[6]。

生物質(zhì)氣化是指在一定條件下，將生物質(zhì)原料中的碳水化合物轉(zhuǎn)化為H2、CO、CO2、低分子烴類和炭等混合產(chǎn)物的技術(shù)[7]。生物質(zhì)氣化工藝主要包括：干燥、熱解、氧化和還原。當(dāng)反應(yīng)物料進(jìn)入氣化反應(yīng)塔之后，在一定溫度下，含有若干水分的物料與熱源進(jìn)行熱交換，水受熱轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵舛鴵]發(fā)；之后干燥的物料、水蒸氣進(jìn)入熱解區(qū)，在一定溫度下發(fā)生熱分解反應(yīng)。

CHxOy=n1C+n2H2+n3H2O+n4CO+n5CO2+n6CH4

(1)

生物質(zhì)氣化主要生成C、H2、水蒸氣、CO、CO2和甲烷。隨著塔內(nèi)溫度升高，氣化產(chǎn)物與氣化劑相互作用，發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)，CO、甲烷氧化為CO2，C與高溫水蒸氣發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，生成CO和H2[7]。

2 生物質(zhì)氣化劑的分類

生物質(zhì)氣化是由一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)組成，其中不僅包括生物質(zhì)碳與合成氣的非均相反應(yīng)，同時(shí)又包含有合成氣各組分之間的均相反應(yīng)。按是否使用氣化劑分類，生物質(zhì)的氣化可分為無氣化劑和使用氣化劑兩大類，其中無氣化劑的氣化反應(yīng)稱為熱解氣化。根據(jù)所通入的氣化劑的種類，生物質(zhì)氣化可分為空氣氣化、水蒸氣氣化、O2氣化和復(fù)合氣化劑等[8]。

2.1 熱解氣化

熱解氣化是指生物質(zhì)在絕氧環(huán)境下發(fā)生氣化的過程。在無氧條件下，生物質(zhì)原料氣化為焦炭、可燃性氣體、焦油等。根據(jù)熱解溫度的差異，生物質(zhì)熱解氣化可分為500～700 ℃的低溫?zé)峤狻?00～1 000 ℃的中溫?zé)峤庖约? 000～1 200 ℃的高溫?zé)峤狻Ｆ渲?，低溫?zé)峤獾漠a(chǎn)物主要是焦油，中溫?zé)峤獾闹饕a(chǎn)物是中值熱氣，高溫?zé)峤庵饕玫降氖且苯鸾?。根?jù)升溫速率的不同，生物質(zhì)熱解又可分為升溫速率為1 ℃/s的慢速熱解、5～100 ℃/s的中速熱解、500～1 000 ℃/s的快速熱解以及大于1 000 ℃/s的閃速熱解[9]。

2.2 空氣氣化

空氣氣化是指在一定溫度下，生物質(zhì)與空氣中的有效成分發(fā)生反應(yīng)，生成混合氣體和固體炭的過程。空氣氣化的優(yōu)點(diǎn)不僅在于空氣資源儲量豐富，幾乎是取之不盡、用之不竭，而且氣化氣中還原性氣體可以與空氣組分中的氧氣發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，釋放出大量的熱量，支持氣化反應(yīng)的進(jìn)行[11]；空氣氣化的不足在于空氣主要是由O2(21%)和N2(79%)構(gòu)成，大量N2進(jìn)入到氣化爐中，稀釋可燃?xì)怏w濃度，降低了氣化氣的熱值，所以通過空氣氣化產(chǎn)生的可燃?xì)怏w熱值較低，一般用作化工合成氣的原料。車德勇等[12]通過Aspend Plus軟件模擬稻殼在固定床反應(yīng)器中的空氣氣化，隨著摩爾比的增加，CO、H2、N2等氣體含量逐漸增加，CO2和CH4的氣體產(chǎn)量降低，又因?yàn)镃H4熱值較大，氣化氣的熱值是降低的，故氣化效率有所降低。

2.3 水蒸氣氣化

水蒸氣氣化是指以高溫水蒸氣為氣化劑，在較高溫度下與生物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成混合氣和固體炭。與空氣氣化不同之處在于：整個水蒸氣氣化反應(yīng)需要提供外加熱源。生物質(zhì)水蒸氣氣化的化學(xué)反應(yīng)主要包括高溫水蒸氣與碳的反應(yīng)、高溫水蒸氣與CO的反應(yīng)等。水蒸氣氣化主要的可燃?xì)饨M分包括H2(20%～26%)、CO(28%～42%)和甲烷(20%～10%)。由于其中的H2和烷烴的含量較高，生成氣的熱值較高，可以達(dá)到11～19 MJ/m3[7]。氣化產(chǎn)物熱值較高，既可用于燃料，同時(shí)也可用于化工合成氣的原料。張亞寧等[13]通過實(shí)驗(yàn)證明：相較于O2氣化，水蒸氣氣化的氣體產(chǎn)物呈現(xiàn)出較高的能值、口值、能量效率和口效率。應(yīng)浩等[14]認(rèn)為木屑高溫水蒸氣氣化具有很高的反應(yīng)活性，可用于提高碳轉(zhuǎn)換率、制備理想H2/CO比的合成氣，且合成氣熱值均在10.5 MJ/m3以上，既可用作優(yōu)質(zhì)的氣體燃料，也可作為費(fèi)托合成的原料。

2.4 O2氣化

O2氣化是指在較高溫度下(約1 000 ℃)，生物質(zhì)原料與O2發(fā)生反應(yīng)，生成混合氣體和固體炭的反應(yīng)[15]。O2氣化生成的產(chǎn)物主包括CO、H2和甲烷等，熱值達(dá)到12～15 MJ/m3[7]，屬于中等熱值氣體，既可用于燃料，同時(shí)也可用于化工合成氣的原料。與空氣氣化相較而言，同等摩爾比之下，O2氣化的反應(yīng)溫度更高，反應(yīng)速度更快，所需的反應(yīng)器體積更小，產(chǎn)物的應(yīng)用范圍更廣，熱效率更高。孟凡彬等[16]通過實(shí)驗(yàn)證明：提高O2氣化的摩爾比，不僅可以降低焦油產(chǎn)量，提高反應(yīng)溫度，而且還能增大氣體產(chǎn)率，提高炭轉(zhuǎn)化率；但是隨著摩爾比的增大，產(chǎn)出氣體的熱值會逐漸降低。李斌等[15]通過Aspend Plus軟件模擬生物質(zhì)O2氣化制備合成氣，得出：隨著摩爾比的增加，合成氣的體積分?jǐn)?shù)和產(chǎn)率先增大后減小；由此可得，較高溫度(800 ℃及其以上)和較低壓(約為0.1 MPa)有利于合成氣的制備。

2.5 復(fù)合式氣化

復(fù)合式氣化是指同時(shí)或交替使用兩種及兩種以上氣化劑對生物質(zhì)進(jìn)行氣化。如空氣-水蒸氣氣化、O2-水蒸氣氣化、空氣-H2氣化。復(fù)合式氣化劑比單一氣化劑的氣化效果要好。以O(shè)2-水蒸氣氣化劑為例，上述氣化劑應(yīng)用于自供熱體系中，不需要外在的熱源；此外，O2組分不僅可以通過外在的氣源提供，而且可以通過高溫水蒸氣裂解獲得，這樣就可以減少外部O2的消耗，生成更多的H2和碳?xì)浠衔颷7]。表1是幾種常見的氣化產(chǎn)物組成分布[17]。

從表1可以看出，采用不同氣化劑，生物質(zhì)氣化產(chǎn)物分布會有差異。在氣化產(chǎn)物中，CO和H2所占比例較大?？諝?水蒸氣氣化產(chǎn)物中，H2產(chǎn)量均大于其他氣化劑氣化產(chǎn)物中的H2產(chǎn)量。這因?yàn)樗臍饣^程包括以下化學(xué)反應(yīng)。

表1 氣化劑對所得產(chǎn)物的影響

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

表2為幾種常用氣化劑的對比。若最終產(chǎn)物以H2為主，氣化劑建議采用空氣-水蒸氣；若最終產(chǎn)物的主要成分是H2和CO，則建議采用O2為氣化劑。

表2 幾種常用氣化劑的對比

3 生物質(zhì)氣化的影響因素

生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為其他能源形式的有效途徑之一，它的產(chǎn)物主要包括氣化混合氣、焦油和炭。焦油的存在不利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行，如何推動氣化反應(yīng)朝著有利于目標(biāo)產(chǎn)物生成的方向進(jìn)行則顯得尤為重要。影響生物質(zhì)氣化產(chǎn)物的因素很多，主要分為兩大類：其一是內(nèi)在因素，例如生物質(zhì)的物料特性；其二為外在因素，主要包括反應(yīng)器的類型、生物質(zhì)的預(yù)處理、生物質(zhì)的進(jìn)料速率、氣化劑的類型、反應(yīng)器內(nèi)的溫度和壓力等。

3.1 生物質(zhì)物料特性的影響

生物質(zhì)的物料特性主要包括物料水分、灰分、顆粒大小和料層結(jié)構(gòu)[18]。不同生物質(zhì)原料的水分、灰分、易揮發(fā)組分、灰熔溫度以及元素組成各不相同，即使是同一生物質(zhì)的各個部分之間也會有差異。表3對常見的生物質(zhì)的組成進(jìn)行工業(yè)分析和元素分析。由表3可知：物料特性隨著生物質(zhì)種類的不同而呈現(xiàn)出一定的差別?？偟膩碇v，上述10種生物質(zhì)原料的工業(yè)分析結(jié)果表明：揮發(fā)組分在生物質(zhì)原料總量中占有較大比重，基本上都達(dá)到70%左右(稻草除外)，有利于生成氣化氣，降低焦油和碳的含量；從元素分析的角度來看，生物質(zhì)原料中C和O占有很大的比重，因此氣化產(chǎn)物中將含有較高的C、O，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

表3 常見生物質(zhì)組成的工業(yè)分析和元素分析

由表3還可知，生物質(zhì)原料本身含有大約5%以上水分。這些水的存在會使氣化反應(yīng)變慢、成本增加，對氣化產(chǎn)物穩(wěn)定性有一定的影響。此外，生物質(zhì)原料的粒徑、氧含量、熱值也對生物質(zhì)氣化的產(chǎn)物品質(zhì)有較大的影響。因此，要保證良好的生物質(zhì)氣化效果，生物質(zhì)的預(yù)處理顯得尤為重要。

3.2 生物質(zhì)預(yù)處理方式的影響

3.2.1 干燥法

干燥法是生物質(zhì)預(yù)處理方法中最為常用的，干燥法的主要目的是消除生物質(zhì)中的水分。常規(guī)的干燥方法主要包括自然干燥、烘箱干燥和微波干燥。這3種干燥方法中，受外界環(huán)境因素影響最大的是自然干燥，其次是烘箱干燥，最后是微波干燥。自然干燥耗時(shí)長、效率低；烘箱干燥操作簡便，受環(huán)境因素影響低，是使用最多的一種預(yù)處理方法，但是該過程時(shí)間長、效率較低。一方面，生物質(zhì)材料中較高的含水量不利于生物質(zhì)物料的粉碎、研磨，從而致使反應(yīng)物料粒徑過大，不利于氣化反應(yīng)向較好的方向進(jìn)行；另一方面，物料中較高的含水率也會給反應(yīng)帶入氧元素和氫元素，影響反應(yīng)產(chǎn)物氣化氣的組成，對氣化產(chǎn)物穩(wěn)定性有一定的影響。

3.2.2 粉碎法

粉碎法是指在外力作用下，將塊狀固體生物質(zhì)原料破碎為固體顆粒的方法。通常，將塊狀生物質(zhì)破碎到粒徑小于1 mm的粉末為宜。如果生物質(zhì)物料粒徑大于1 mm，隨著氣化反應(yīng)的進(jìn)行，物料顆粒表面與其內(nèi)部的熱傳遞會受到限制，從而對整個氣化反應(yīng)產(chǎn)生一定的削弱作用。粉碎法有助于增大生物質(zhì)的比表面，加快氣化反應(yīng)過程中顆粒內(nèi)外之間熱交換的進(jìn)行，提高氣化氣的產(chǎn)率，從而間接提高氣化效率。但是粉碎法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，操作上存在一定的危險(xiǎn)性，因此操作過程中要注意安全[18，28]。

3.2.3 酸洗法

大量實(shí)驗(yàn)表明，灰分對生物質(zhì)氣化的反應(yīng)進(jìn)程、氣化產(chǎn)率以及氣化產(chǎn)物品質(zhì)都有較大影響?；曳值闹饕煞职ㄌ妓猁}、氯化物、磷酸鹽、硫酸鹽和氧化物等礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)可以與適量稀酸發(fā)生反應(yīng)，從而有效降低生物質(zhì)中的灰分含量[28]。此外，酸洗過程幾乎可以100%地去除生物質(zhì)原料中的半纖維素，促進(jìn)纖維素的劇烈分解；經(jīng)過酸洗之后的生物質(zhì)殘?jiān)到饴士蛇_(dá)90%以上[29]。目前，將酸洗技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)化的生物質(zhì)的預(yù)處理還存在一定的問題，如酸洗反應(yīng)器成本較高、酸洗之后廢水的處理、酸的回收以及如何將原料中和等。

3.2.4 堿洗法

堿處理有助于打斷木質(zhì)素與半纖維素之間的鍵合，脫除大量的木質(zhì)素和部分半纖維素，有利于緩解氣化過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)炭現(xiàn)象，從而間接提高生物質(zhì)材料的氣化效率。與酸洗相比較而言，堿洗反應(yīng)器成本較低，半纖維素的去除率達(dá)到50%以上，木質(zhì)素去除率約55%，纖維素被轉(zhuǎn)化堿洗之后的殘?jiān)到饴蚀笥?5%。但該生物質(zhì)預(yù)處理方法目前存在堿回收難的問題[29]。

3.2.5 其他方法

除上述的預(yù)處理方法，還有有機(jī)溶劑法、生物處理法、蒸汽爆破法、氨爆法、CO2爆破法、高溫液態(tài)水法或者上述幾種方法綜合等預(yù)處理方法。在現(xiàn)有條件下，這些都存在一定的局限性。比如有機(jī)溶劑法雖然可以去除幾乎所有的半纖維素和木質(zhì)素，但其存在處理成本較高、環(huán)境污染較大、有機(jī)溶劑回收難等問題；生物處理法是利用酶的專一性和高效性，降解木質(zhì)素，反應(yīng)能耗低、條件溫和、無污染，但是存在處理周期長、成本高的問題；其余的處理方法存在對木質(zhì)素的去除率較低等問題[29]。

綜上，生物質(zhì)的預(yù)處理對于物質(zhì)氣化反應(yīng)有著顯著的影響。盡管預(yù)處理方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)，但任何一種單一的處理方法也有其不足之處。這因?yàn)椴煌N類的生物質(zhì)之間以及不同生長環(huán)境的同種生物質(zhì)之間的化學(xué)組成亦不同。因此，多種技術(shù)聯(lián)合處理是生物質(zhì)預(yù)處理較為理想的一種預(yù)處理模式。

3.3 氣化劑種類的影響

氣化劑對生物質(zhì)氣化反應(yīng)的進(jìn)程、產(chǎn)品分布、熱值大小有較大的影響。常用氣化劑主要有空氣、O2、水蒸氣、H2以及復(fù)合氣化劑。表4是一些常見的氣化劑的特性及用途。當(dāng)空氣作為氣化劑時(shí)，生物質(zhì)氣化氣為低熱值氣體，熱值大約在4.2～7.6 MJ/m3；以O(shè)2或水蒸氣為氣化劑時(shí)，生物質(zhì)氣化氣為中熱值氣體，生產(chǎn)的合成氣既可用于區(qū)域供氣，也可用作費(fèi)托合成的原料；以H2為氣化劑時(shí)，生物質(zhì)氣化氣為高熱值氣體，可以達(dá)到22～26 MJ/m3，可以作為工藝熱源等。對于復(fù)合式氣化，梅勤峰等[30]使用自制的小型生物質(zhì)氣流床氣化爐，分別以O(shè)2/水蒸氣和O2/CO2為氣化劑，考察不同氣化劑下海藻粉氣流床下氣化特性，研究發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)海藻粉在氣流床中O2/水蒸氣氣化對產(chǎn)氣組分有較大影響，H2產(chǎn)量上升明顯，以O(shè)2/CO2為氣化劑的生物質(zhì)氣化反應(yīng)有利于促進(jìn)CO的生成。

表4 氣化劑特性及用途

3.4 摩爾比(ER)的影響

摩爾比(ER)是指生物質(zhì)氣化實(shí)際供給的空氣量與生物質(zhì)完全燃燒所需的空氣量之比。摩爾比(ER)是以空氣為氣化劑的生物質(zhì)氣化反應(yīng)中最重要的一個影響因素。經(jīng)驗(yàn)表明，生物質(zhì)氣化反應(yīng)的最佳摩爾比(ER)一般在0.2～0.4之間[7]。ER不僅直接影響生物質(zhì)的進(jìn)料速率和氣化劑供給速率之間的關(guān)系，而且間接影響了氣化反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力以及氣化氣體的熱值和氣體組分等[7]。王偉等[31]以造紙廠污水處理后的污泥作為實(shí)驗(yàn)材料，在固定床氣化爐上進(jìn)行空氣氣化實(shí)驗(yàn)，考察不同空氣摩爾對污泥三相產(chǎn)物特性的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在摩爾比為0.3～0.4時(shí)，可燃?xì)夂窟_(dá)到最高水平。

3.5 其他影響

影響生物質(zhì)氣化的因素還有很多，如反應(yīng)器類型、反應(yīng)條件等。生物質(zhì)氣化的反應(yīng)設(shè)備為氣化爐。根據(jù)運(yùn)行方式，氣化爐可分為固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器和氣流床反應(yīng)器。根據(jù)物料流動方向的不同，固定床反應(yīng)器可分為上吸式、下吸式和橫吸式[32]。上吸式固定床反應(yīng)器熱效率高、氣化氣中灰分含量少，但焦油產(chǎn)量較高；下吸式反應(yīng)器的產(chǎn)物中焦油含量較少，爐內(nèi)的熱效率較低、引風(fēng)機(jī)功耗較高[32]；橫吸式反應(yīng)器停留時(shí)間較短、熱效率不高，燃?xì)赓|(zhì)量不高。在3種固定床式反應(yīng)器中，橫吸式應(yīng)用很少。固定床反應(yīng)器處理能力較小，易出現(xiàn)局部過熱，且對物料的粒徑有一定的要求。流化床反應(yīng)器床層反應(yīng)溫度均勻、氣化反應(yīng)快、氣化氣產(chǎn)率和熱值較高，且產(chǎn)物中焦油含量較少，但氣化氣中灰分含量較高，對原料粒徑有一定要求[32]。

4 結(jié)論

隨著研究的進(jìn)步，生物質(zhì)氣化技術(shù)日益暴露出諸多問題。如氣化產(chǎn)物中焦油含量較高，催化劑的催化性能不佳，反應(yīng)設(shè)備性能較差，反應(yīng)的二次污染等。焦油的存在會對氣化爐后續(xù)設(shè)備產(chǎn)生較大的影響，堵塞氣路、污染儀器。針對此問題，現(xiàn)行有效的方法就是對焦油進(jìn)行再加工，通過催化裂化等技術(shù)手段將焦油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油料，加以利用；催化劑催化活性不高、穩(wěn)定性差、難以對其進(jìn)行有效的回收利用。為此，開發(fā)新型催化性能高、穩(wěn)定性強(qiáng)的催化劑已經(jīng)刻不容緩。

生物質(zhì)氣化技術(shù)可以有效促進(jìn)生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化和利用，可以有效地緩解當(dāng)前的能源危機(jī)，有利于環(huán)境問題的解決。因此，要開發(fā)新型催化劑，使其擁有較強(qiáng)的催化性能、穩(wěn)定性和抗積碳能力，獲得更高產(chǎn)率的目的產(chǎn)物；進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件，開發(fā)氣化效率高、產(chǎn)氣熱值高的流化床氣化爐技術(shù)并對其進(jìn)行放大，為之后的工業(yè)化提供便利。

[1] 吳廣義.世界能源形式熱點(diǎn)分析[J].前線，2004(9)：22-24.

[2] 吳磊.中國能源安全面臨的戰(zhàn)略形勢與對策[J].國際安全研究，2013(5)：62-75.

[3] 孫越天.生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].黑龍江科學(xué)，2015(5)：62-63.

[4] 程備久.生物質(zhì)能學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：1-10.

[5] 劉廣青，董仁杰，李秀金.生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：7-12.

[6] 李延吉，李愛民，李潤東，等.生物質(zhì)富氧氣化產(chǎn)氣特性的實(shí)驗(yàn)研究與灰色關(guān)聯(lián)分析[J].可再生能源，2004(6)：14-17.

[7] 朱錫鋒.生物質(zhì)熱解原理與技術(shù)[M].合肥：中國科技大學(xué)出版社，2006.

[8] 常軒，齊永鋒，張冬冬，等.生物質(zhì)氣化技術(shù)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展[J].現(xiàn)代化工，2013，33(6)：36-40.

[9] 馬承榮，肖波，楊家寬，等.生物質(zhì)熱解影響因素研究[J].環(huán)境技術(shù)，2005，23(5)：10-12.

[10] 楊立峰，張紅潤，屈玉林.生活垃圾熱解干餾氣化技術(shù)初探[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015(7)：92-94.

[11] DENG L,ZHANG T,CHE D F.Effect of water washing on fuel properties,pyrolysis and combustion characteristics,and fusibility of biomass[J].Fuel Process Technol,2013,106(1):712-720.

[12] 車德勇，李少華，楊文廣，等.稻殼在固定床中空氣氣化的數(shù)值模擬[J].太陽能學(xué)報(bào)，2013，34(1)：100-104.

[13] 張亞寧，李炳熙，張波，等.生物質(zhì)氧氣氣化和水蒸汽氣化的能量分析及分析[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，39(1)：64-69.

[14] 應(yīng)浩，涂軍令，江俊飛，等.木屑高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究[J].太陽能學(xué)報(bào)，2014，35(3)：379-383.

[15] 李斌，陳漢平，楊海平，等.基于ASPEN PLUS平臺的生物質(zhì)氧氣氣化制備合成氣的模擬研究[J].燃燒科學(xué)與技術(shù)，2011，17(5)：432-436.

[16] 孟凡彬，王貴路，李曉偉，等.高當(dāng)量比生物質(zhì)氧氣氣化試驗(yàn)研究[J].太陽能學(xué)報(bào)，2013，34(3)：377-381.

[17] 付鵬，向軍，張安超，等.生物質(zhì)空氣-水蒸氣催化氣化制氫技術(shù)[J].化工時(shí)刊，2006，20(11)：55-58.

[18] 高寧博，李愛民，曲毅.生物質(zhì)氣化及其影響因素研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2010，29(增刊)：52-57.

[19] TOMISHIGE K,ASADULLAH M,KUNIMORI K.Syngas production by biomass gasification using Rh/CeO2/SiO2catalysts and fluidized bed reactor[J].Catal Today,2004,89(4):389-403.

[20] LYU Y J,GUO L J,JI C M,et al.Hydrogen production by biomass gasification in supercritical water:a parametric study[J].Int J Hydrogen Energy,2006,31(7):822-831.

[21] ANDRE R N,PINTO F,FRANCO C,et al.Fluidised bed co-gasification of coal and olive oil industry wastes[J].Fuel,2005,84(12/13):1635-1644.

[22] HANAOKA T,FUJIMOTO S,YOSHIDA T,et al.Hydrogen production from woody biomass by novel gasification using CO2sorbent[J].Studies Surface Sci Catal,2004,153:103-108.

[23] CAO Y,WANG Y,RILEY J T,et al.A novel biomass air gasification process for producing tar-free higher heating value fuel gas[J].Fuel Process Technol,2006,87(4):343-353.

[24] HU G,XU S,LI S,et al.Steam gasification of apricot stones with olivine dolomite as downstream catalysts[J].Fuel Process Technol,2006,87(5):375-382.

[25] HAYKIRI-ACMA H,YAMAN S,KUCUKBAYRAK S.Gasification of biomass chars in steam-nitrogen mixture[J].Energy Conversion and Management,2006,47(7/8):1004-1013.

[26] GAO N,LI A,QUAN C.A novel reforming method for hydrogen production from biomass steam gasification[J].Bioresour Technol,2009,100(18):4271-4277.

[27] LYU P,YUAN Z,MA L,et al.Hydrogen-rich gas production from biomass air and oxygen/steam gasification in a downdraft gasifier[J].Renewable Energy,2007,32(13):2173-2185.

[28] 黃鵬，郭軍志，楊濤，等.預(yù)處理催化法對生物質(zhì)熱解的影響研究進(jìn)展[J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，2015，22(3)：42-48.

[29] 余強(qiáng)，莊新姝，袁振宏，等.木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)制取燃料及化學(xué)品的研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2012，31(4)：784-791.

[30] 梅勤峰，周勁松，陳青，等.不同氣化劑下海藻粉在氣流床下氣化特性試驗(yàn)研究[J].能源工程，2010(3)：32-40.

[31] 王偉，金余其，陳羽中，等.造紙污泥空氣氣化產(chǎn)物特性的實(shí)驗(yàn)研究[J].能源工程，2010(3)：55-65.

[32] 劉立新.生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中國水運(yùn)，2013，13(4)：74-75.

(責(zé)任編輯 管珺)

Progress of biomass gasification technology

TANG Ying,CAO Hui

(College of Chemistry and Chemical Engineering,Xi′an Shiyou University,Xi′an 710065,China)

This paper focuses on the process of biomass gasification technology,the reaction principle and the factors affecting the gasification.Meanwhile, some of the problems encountered by the current biomass gasification are analyzed and discussed,and the future development trend of biomass gasification technology and the main directions are suggested.

biomass; gasification; bioenergy; pretreatment

10.3969/j.issn.1672-3678.2017.01.009

2016-03-29

湯 穎(1978—)，女，重慶人，教授，研究方向：多相催化及清潔能源開發(fā)利用，E-mail：tangying78@xsyu.edu.cn

TK6； S216

A

1672-3678(2017)01-0057-06