农田废弃物的资源化利用+文献综述(4)
1.5 国内外秸秆综合利用方案及状况
2 秸秆气化炉技术
2.1 秸秆气化炉
家用秸秆气化炉是面对居住在广大乡村和小城镇农民的新型环保节能产品。家用秸秆气化炉以农作物秸秆、农林废弃物为主要气化原料。开发研究高效的家用生物质气化炉，以向用户供应炊事燃气(取替煤气罐)、冬季取暖(取替煤)为主要目的；以分散的用户对应分散的资源为方法。对提高偏远地区农村居民的生活水平，寻求生物质资源利用的新模式，是一项继沼气技术后最值得推广的技术，对改变农村燃料结构，改进农民炊事方式，对消除污染，减少有害气体的排放有重要意义。
2.2 生物质气化
生物质气化技术，主要是以低生物质为原料的气化技术，使低生物质完成从固态到可燃气体的转化。低生物质是以农作物秸杆为主，还可以使用玉米芯、木屑、柴草等。由于低生物质的可再生性，因此，这项资源所产生的能源，称之为可再生能源。生物质气化技术的用途与城市管道煤气相同，燃烧稳定、热效率高，适用于炊事、取暖、锅炉等。该技术在农村的应用前途极其广阔。实现了“一人烧火，全村用气”的要求。其原理是通过气化炉将固态生物质转化为方便使用的而且清洁的可燃气体，用作燃料或者生产动力其基本的原理是将生物质原料加热，生物质原料进入气化炉以后被干燥，伴随着温度的升高析出挥发物，并在高温下裂解，裂解后的气体和炭在气化炉的氧化区与供入的气体介质发生氧化反应并且燃烧，燃烧释放出的热量用于文持干燥、热解和还原最终生成含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、烷烃类气体，出去焦油杂质后即可燃用，这种方法改变了生物质原料的形态，使用起来更加方便，而且能量转换效率比直接燃烧有较大的提高，整个过程需要有生物质气化炉来完成。
2.3 秸秆气化原理
秸秆气化是以秸秆为原料，利用热化学反应的原理，在密闭缺氧装置内，采用自热干馏热解法，使秸秆释放出可燃混合气体。这种混合燃气中含有一氧化碳、氢气、甲烷等有效成分，亦称生物质气。
秸秆从气化装置的上部南螺旋推进器或人工加入，依靠重力或外力加压，由上部逐渐落入底部，点燃秸秆。发生热解反应后生成可燃气体，可燃气体从出气口逸出。经过净化装置去除杂质，生物质气再与空气二次混合。在灶具中燃烧，供用户使用。气化后形成的灰渣从底部清除。
秸秆气化一般包括氧化、还原、裂解、干燥4个过程。
（1）氧化反应
空气由气化炉的底部或中部进入炉体。与已点燃的秸秆中的碳发生燃烧反应，生成二氧化碳，放出热量。由于限氧燃烧，氧气的供应并不充分，由此不完全燃烧同时发生，生成一氧化碳，同时也放出热量。这些热量为还原反应、物料的热解和干燥。在氧化区，温度可达1000～1200℃，其反应方程式为
(△H为热量)
(△H为热量)
（2）还原反应
在还原区域氧气不存在，氧化反应中生成的二氧化碳同炭及水蒸汽发生还原反应，生成一氧化碳和氢气。还原反应吸收热量，温度相应降低。由于还原反应是吸热反应，还原区的温度也相应降低，约为900～1000℃，其反应方程式为
（3）裂解反应
在氧化和还原过程中生成的热气体，在上行过程中，加热秸秆，秸秆受热发生热解反应，并析出各种气态物质．主要为挥发分（氢气、甲烷）、一氧化碳、二氧化碳。焦油、烃类物质和水蒸汽等。由于生物质的裂解需要大量的热量，在裂解区温度已降到300-800℃。