摘要：近年来，随着社会上对化石燃料的紧缺和温室气体的排放关注度的提高，寻找新的可再生能源就成为了各个国家希望解决的问题。生物质能源在人类社会的历史中一直起到了非常大的作用，随着上述问题的愈发凸显，对生物质燃料的研究和探索也不断地被重新提上议案。近年以来，欧洲、日本和我国对于生物质能源的研究都有着较大的突破。在我国，北方地区对于秸秆、玉米杆的应用较为广泛，南方地区对稻壳、废木的应用较为广泛。本实验旨在对废木片的燃烧特性和烟气成分进行探究，总结出不同工况下的渣硫份额、渣氯份额、渣钾份额等工程经验数据。
关键词：废木片、气化炉热裂解、工业分析、燃气
引言：当前传统化石燃料的应用已经利用技术已经十分成熟，而生物质能源的利用与化石燃料的应用较为相似，只需针对生物质能源的特性进行必要改动就可以适用于生物质能。生物质能气化是指固体物质在高温条件下，与气化剂（空气、氧气和水蒸气）反应得到小分子可燃气体的过程。产生的气体主要作为燃料，用于锅炉、民用炉灶、发电等场合，也可作为合成甲醇的化工原料。
在生物质转化研究之中，物理转化，化学转化和生物转化往往相结合出现。以本研究的气化反应过程为例，往往首先要通过物理转化即将生物质原料经过干燥、粉碎后可直接进行气化反应，也可进行压缩，使生物质原料颗粒在木质素的作用下粘结在一起。之后进行的化学转化对于不同的生物质之间也有不同的反应条件，这又和物料的化学组分有关。
在翻阅了许多研究资料后，可以发现现今对生物质燃料的燃烧探究大致分为两类分析：一是对材料的物料参数如堆积密度、堆积角、表面特性进行分析，二是对物料的化学成分和热裂解的烟气成分进行分析，但均与材料在气化炉中进行热裂解的温度、时间、氧气含量有关。因此在进行分析时必须与这些因素一起考虑，单独分析其中某项或某些因素时要保证其他因素不变。
以南方常见的农林废弃物花生壳、废桉木片、甘蔗渣为例。片块状的花生壳和废桉木片的堆积密度比丝粉末状的甘蔗渣大，堆积角则小于甘蔗渣，流动性比较好，比较适合固定床气化，有利于气化过程的连续性和稳定的产气。而甘蔗渣等材料比较适合流动床气化，不适合固定床气化。
而在不同的空气当量比值(ER)下，产出的气体效率和气体组分也不尽相同，不同的ER会影响反应温度，高ER值会能促进氧化反应，氧化的放热反应放出的热量会促进还原反应的反应速率增加；但如果ER过高，会导致氧化反应进行过度进而影响产出气体质量。如果ER值过低，提高空气流量也提高了床层气速从而使得一次氧化产物如CO2等反应不充分，导致可燃气体质量变差。
不同物料所适合的最佳ER值也不同，这一方面是由于原料在流动性，堆积特性上的不同引起的，一方面也和物料的化学组分的不同有关。产气的成分组成，效率和质量的不同也与物料的化学组分紧密相连。从各种生物质原料分析来看，生物质灰的组分大致可以分为碱金属氧化物、碱土金属氧化物、其它金属氧化物、SiO2和非金属元素。一般，草本类生物质灰中碱金属氧化物的含量要大于木质类。而Al2O3在煤灰中是主要组分，而生物质灰中几乎没有；草本类生物质灰中SiO2含量远高于煤灰，而木质类生物质灰却相反；生物质灰中的碱金属和氯等非金属含量远远高于煤灰。这是由于在植物生长过程中，钾氯离子均是植物生长的必须元素，含量在微量元素中含量占有绝对的优势。相对于木质类生物质，通常草本类生物质的碱金属元素和氯元素均较高，燃烧过程中会生成更多的易升华和低熔点的碱金属氯化物，更容易使壁面上形成粘结性积灰。
焦油问题被认为是生物质气化技术产业化的主要瓶颈，在生物质被加热到200℃以上时，组成生物质的分子如纤维素、木质素等成分的分子键将发生断裂，发生明显热分解，产生CO、CO2、H2O、CH4等小的气态分子，此时随着这一过程产生的一次焦油在温度上升到500℃以上时会再次分解，产生二级焦油或三级焦油，而焦油会影响气化效率，腐蚀气化设备，导致能源浪费，产生诸多不利因素。如何高效转化焦油，也成为了降低热力NOx的主要方法。
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