气化过程介绍

（生物质气化、煤气化、垃圾气化）气化是一个相当复杂的热化学过程。把气化炉严格的分成单独的区域是不现实的。但不管怎样，介绍概念也是的。简单的说气化过程在同一时间在气化炉的不同部分同时反应，这个四个层分别为干燥层，裂解层，氧化层，还原层。

干燥层
生物质原料通常含有5-35%的水份，有的原料水份高达50%以上。在气化炉的干燥层中，在温度超过100度后，生物质原料里的水份转变成蒸汽。但在干燥层，生物质原料本身不分解。

裂解层
裂解的原理是生物质在没有氧气的条件下受热发生的热分解过程。热解的产物有三种，固体，液体（焦油）和气体。这三种产物的比例是根据每张生物质原料的组成和操作条件的不同而发生变化的。在热解过程中也有气体产生，但是气体的热值较低通常在3.5-8.9MJ/m³。根据我公司无锡市特能机电有限公司的经验，不管生物质气化炉如何设计，裂解层总在低温区域进行并产生可凝结的碳氢化合物。

氧化层
氧化层我们通常加入空气（即氧气）和水蒸气，这里要说明的事空气中的氮气在这里不与原料发生反应。氧化层的温度通常在700-2000摄氏度。

在氧化层，生物质原料中的碳与氧气发生了复相反应。氧化层的作用是为气化层提供热量和CO₂和H₂O。

C + O₂ = CO₂ + 406 [ MJ/kmol]
在这个反应中，12.01公斤的碳和22.39立方的氧气相遇后充分的燃烧产生了22.26立方的二氧化碳和392.8MJ的热量。

另外原料里的氢与空气中的氧气发生反应产生水蒸气和释放热量。
H₂ + ½ O₂ = H₂O + 242 [ MJ/kmol]

还原层（通常也讲气化层）

在还原层，在缺少氧气的条件下一系列高温化学反应在这里发生。主要反应如下。

CO₂ + C = 2CO - 172.6 [MJ/kmol]

C + H₂O = CO + H₂ - 131.4 [MJ/kmol]

CO₂ + H₂ = CO + H₂O + 41.2 [MJ/kmol]

C + 2H₂ = CH₄ + 75 [MJ/kmol]

由于气化的主要气体成分为H₂和CO，所以从这些主要过程中发现还原层需要大量的热量。所以在这个过程中温度相应的降低。

关键词：生物质气化、煤气化、垃圾气化