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秸秆发电技术

能源与动力工程学院科研训练报告

秸秆能源转化技术

——秸秆发电技术

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摘要

生物质能是可再生能源的重要组成部分。

秸秆生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。

进入20世纪70年代以来,世界各国尤其是经济发达国家都对此高度重视,积极开展秸秆生物质能应用技术的研究,并取得许多研究成果,达到工业化应用规模。

本文概述了秸秆能源转化技术的国内外研究和开发进展,涉及到秸秆生产沼气技术、秸秆生物型煤技术热解法制可燃气技术、秸秆发电技术、燃料乙醇技术、生物质制氢等多种秸秆能源转化技术。

本文详细的介绍了目前秸秆发电技术的研究进展，以及探讨了目前秸秆发电存在的问题并提出一些相关建议。

关键词：

秸秆；能源化；秸秆发电；研究进展

目录

前言3

一、秸秆资源现状3

二、秸秆能源转化技术研究进展5

2.1生产沼气技术5

2.2秸秆生物型煤技术5

2.3热解气法制可燃气技术5

2.4秸秆发电技术6

2.5燃料乙醇技术6

2.6燃料甲醇技术7

2.7秸秆转化汽、柴油7

2.8生物质制氢7

三、秸秆发电技术现状9

3.1秸秆直燃发电技术9

3.1.1水冷式振动炉床燃烧技术9

3.1.2循环流化床燃烧技术11

3.2秸秆/煤混燃发电技术12

3.3秸秆气化发电技术13

3.3.1秸秆固定床气化炉14

3.3.2流化床秸秆气化炉16

3.3.3典型的秸秆秸秆气化发电系统17

四、秸秆发电存在的问题与思考20

4.1缺乏成熟的核心技术和设备20

4.2发电运营成本偏高20

4.3秸秆燃料储、运组织困难21

五、结语22

参考文献23

前言

随着化石燃料的日益短缺和化石燃料的利用所引起的环境问题日趋严重，大力开发利用可再生能源资源，实现能源资源利用的本地化成了解决我国能源问题的主要措施之一。

秸秆作为一种可再生能源，相比太阳能和风能，具有储量丰富、投资利用风险低、收益高、不受气候条件影响等优点。

我国作为农业大国，秸秆产量每年约7亿t，相当于3亿多tce。

这些秸秆目前主要用于炊事、直接露天燃烧还田，不但利用率低下而且露天燃烧还污染环境。

因此必须积极寻求先进的秸秆利用技术。

自20世纪70年代的石油危机后，发达国家加快了生物质能利用技术的开发应用，秸秆发电技术应运而生。

自丹麦1998年诞生了世界第1座秸秆生物质燃烧电站以来，秸秆发电技术得到了快速的发展，现在丹麦已建有130多座秸秆电站［1］。

我国的秸秆发电技术虽然起步较晚，但发展较快，在经过了成套引进、消化的阶段后，已走上了自主创新、开发的阶段。

一、秸秆资源现状

农作物秸秆分粮食作物和经济作物两大类，前者包括麦秸、稻秸、玉米秸秆和高粱秸秆，后者包括棉花秆、芦苇秆、麻秆、芝麻秆、油菜秆、豆秸、葵花秆等。

此外，农作物加工剩余物，比如稻壳、花生壳、油菜壳和甘蔗渣等，也属于秸秆范畴。

农作物秸秆主要组成成分为木素、纤维素和半纤维素以及一些灰分杂质，富含有机质和氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种养分，是重要的生物质资源和宝贵的绿色可再生资源，也是当今世界公认的仅次于煤炭、石油和天然气的第4大能源。

秸秆是农作物进行光合作用所形成的副产品，含有多种可被利用的有效成分。

作物秸秆中除了绝大部分碳之外，还含有钾、硅、氮、钙、镁、磷等元素（见表1），有机质有纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、氨基酸等（见表2）。

这些物质都可以作为资源加以利用。

而今大量秸秆的露天焚烧，导致严重的大气污染并引发火灾，影响高速公路与民航的运行安全，危及人身安全和健康，造成资源浪费。

因此，如何开发利用秸秆成为当代农业发展的任务之一。

为此就要把秸秆的综合利用当作一个产业来抓，以农民增收为中心，变秸秆利用的生产活动为秸秆经营的经济活动。

二、秸秆能源转化技术研究进展

秸秆是世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。

国际能源机构的有关研究表明，秸秆是一种很好的清洁可再生能源,2t秸秆的热值就相当于1t煤，平均含硫量只有0.38%，而煤的平均含硫量约达1%。

由于我国农村经济的发展，农民生活水平的提高，以及秸秆能源利用技术的不断发展和逐步完善，秸秆能源利用将逐渐由传统的、低效不卫生的直接燃烧方式向优质化和高效化方向发展。

2.1生产沼气技术

我国的沼气技术运用已相当成熟，到1996年底，我国已有600万农户用上沼气，沼气池主要原料是作物秸秆和动物粪便。

就目前沼气的利用，具有许多优越性，它不仅能实现作物秸秆就地高能化，而且还实现了能源清洁化。

沼气燃烧的热效率比城市煤气高出40%，若全国10%的农户用上沼气，每年就可消耗2000多万吨秸秆[2]，变废为宝。

减少了其它能源供应上运输成本。

2.2秸秆生物型煤技术

目前作物秸秆在农村主要用于燃烧生活用能。

何建等[3]利用作物秸秆得到生物型煤最佳生产条件:

生物型煤成型主机的压力为17MPa，进料转速为40r/min，成型速率为7r/min，生物型煤与原煤比较，具有热效率高、灰分少、生物质来源广泛、生产成本低等优点，既能节省能源，又能明显减少大气污染，具有储存、运输和使用方便等特点。

这一技术在农村具有很好推广使用价值。

2.3热解气法制可燃气技术

马承愚等[4]报道了秸秆热解气化法制可燃气技术，其生产工艺流程为:

先将秸秆切碎后，由螺旋输送机输送到干馏气化炉中，秸秆在氧气不充足的条件下，干馏、热解、气化，被还原成CmHn、CO、H2等可燃性混合气体。

产生的可燃气体经冷却器降温后，进入气液分离器，除去水和焦油，过滤后可得纯净可燃气体。

目前，美国、英国、加拿大等国家学者开展了循环流化床、加压流化床等的研究，已实现了工业化应用[5-9]。

该工艺自动化程度较高，气化效率60%-80%，可燃气体热值170-250MJ/m3。

蒋剑春等[10]研究开发的内循环锥形流态化气化炉内，对稻草、麦秸等秸秆粉碎后，气化反应在600-820℃的一个较宽温度范围内，原料气化所产生的煤气热值达7.7MJ/m3，添加CaO催化剂能明显提高煤气热值，降低CO组分，Na2CO3催化气化能提高气体H2的含量。

目前该技术存在的主要问题是燃气热值低，焦油含量大，热能利用效率低，前期投入资金短期很难回收，气体成本较高，农户难以承受。

2.4秸秆发电技术

秸秆发电在欧洲的一些国家已得到广泛应用[11]，世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂于1988年在丹麦投产。

秸秆是清洁的可再生资源，秸秆经切碎，锤磨成15-20mm后发电，每2t秸秆产生的热量相当于1t标准煤，其热值相当于煤炭的85%-90%。

秸秆燃烧的含硫量只有3.3%，远低于煤的平均含硫量，与同等规模每年发电1.38亿度的燃煤电厂相比，秸秆发电每年可节约煤炭10多万吨，减少SO2排放量400t。

目前，我国第一个完全利用秸秆发电的项目——河北省晋州市秸秆发电厂前期建厂工作正在加紧进行。

秸秆发电锅炉排出的灰渣还可作为农家肥再利用，其生态经济效益十分明显。

周肇秋等[12]报道利用稻壳发电技术，其气化发电成本约为0.26元/kWh，受电成本0.29元/kWh，接近小型煤电发电成本。

2.5燃料乙醇技术

用秸秆生产燃料乙醇可作为汽油添加剂，代替现有的MTBE。

以秸秆为原料生产乙醇的成本低于用粮食发酵法生产乙醇的成本，现用以淀粉为原料的方法，其原料成本约占总成本的40%[13]。

秸秆水解生产乙醇工艺有:

①酶解法；②稀酸水解法[W（H2SO4）=0.5%-1%]；③浓酸水解法[W（H2SO4）=70%]。

其中以酶解法的研究最为活跃，该方法一般要经过原料的预处理、酶水解和发酵。

氨法爆破技术具有酶解后糖的浓度高、设备投资成本低、操作简单等特点[14]。

A.Wjciak和A.Pekarovicova报道了超声波处理法对酶水解和发酵的影响[15,16]，超声波能碎解木质素大分子，影响纤维的化学性能和物理结构。

Kitchaiya等[17]研究了微波处理木质纤维对酶水解的影响，在常压下240W的微波处理稻草或蔗渣侵入甘油中10min后，反应温度200℃时，还原糖浓度提高2倍。

纤维水解过程中，是由于内切型-B-葡聚糖酶作用于末端基释放出纤维二糖，最后分解葡萄糖分子[18]。

利用作物秸秆生产乙醇的酵母和运动发酵单胞菌的固定化方法具有工艺简单、历时短等优点。

Massayuki和Kumakura以肠溶衣聚合物为载体固定化纤维素酶，对微晶纤维素的水解率明显高于游离酶[19]。

RajaRao等[20]研究了静磁场对SaccharomycesCerevisae发酵木质纤维原料转化乙醇的影响，在磁场中静止24h时，乙醇浓度提高了3.4倍；若加入木糖异构酶和四硼酸钠，使用SaccharomycesCerevisae，可同时将葡萄糖和木糖发酵转化成乙醇，收率达90%[21]。

2.6燃料甲醇技术

朱灵峰等[22]对玉米秸秆转化燃料甲醇进行了研究，在5MPa压力下，生物质秸秆合成气合成甲醇适宜流量为0.4-0.6mol/h，最佳的反应温度为230-204℃，1kgC301铜基催化剂可获得最大甲醇收率为0.56kg/h。

2.7秸秆转化汽、柴油

杨正宇等[23]报道了利用秸秆内的碳水化合物和木质素原有化学结构的特点，在催化剂作用下，选控断裂醚键、酚醚键、二烷基醚键和联接单元之间的碳-碳键，调控反应条件，形成高活性自由基，实现了秸秆内高分子目的性裁剪、重组，制备出汽、柴油馏分，其液相中40%左右为柴油馏分，20%左右为汽油馏分，其余是苯和苯酚等有机物。

该方法为获得石油及精细化工原料开辟了广阔的前景。

2.8生物质制氢

生物质制氢包括生物法和热化学转化法。

生物法制氢根据生物生产所需要能量来源，可分为厌氧发酵法生物制氢与光合微生物制氢。

两种技术相比，厌氧发酵法生物制氢表现出以下优越性:

①发酵产氢菌种的产氢能力要高于光合产氢菌种，而且发酵产氢细菌的生长速度一般比光解产氢要快；②发酵产氢需光源，可以实现持续稳定地生产，而且反应装置的设计、操作及管理简单方便；③制氢设备的反应容积可较大，从而可以从规模上提高单台设备的产氢量；可发酵的原料来源广，成本低。

故此，发酵法生物制氢技术比光合微生物制氢更容易实现规模化、工业化生产。

生物质热化学转换制氢指将生物质通过热化学反应转化为富氢气体。

它分为生物质原料的裂解气化和焦油等大分子烃类物质的催化裂解。

生物质裂解气化时，气化介质不同，燃料气体的组成及焦油处理的难易程度也不同。

实验表明，水蒸气有利于焦油的裂解和可燃气体的生成。

同样工艺条件下[24]，用空气作气化介质，产生燃气燃值4-7MJ/m3，氢气的含量仅为8%-14%；气体介质为水蒸气时产生燃气，其热值气10-16MJ/m3，氢气的含量提高到30%-60%。

焦油等大分子烃类物质的催化裂解反应中，镍基催化剂的催化效果较好，在750℃时有很高的裂解效率，但镍基催化剂较昂贵，成本较高。

白云石在催化裂解反应中，具有催化效率高、成本低，具有很高的实用价值。

三、秸秆发电技术现状

秸秆入炉前需经过预处理。

秸秆体积大，组织疏松，必须经过晾晒打包后才便于存储。

秸秆入炉有打包入炉、粉碎入炉、压块（型煤）入炉3种。

粉碎入炉成本较高，但适应性最强。

秸秆的粉碎入炉主要包括秸秆的打包、存储、输送和破碎几个阶段。

在农业机械化国家，秸秆的收割和打包可以通过机械化完成。

而在我国农业生产的分散性和传统的耕作方式给秸秆的机械化收割和打包带来一定的困难。

因此必须探索适合我国国情的秸秆收割打包方式，降低秸秆预处理成本，保证电站的连续供料。

国内外秸秆发电经过几十年的发展,目前发电技术基本成熟,主要有三种发电形式:

秸秆直燃发电、秸秆/煤混燃发电、秸秆气化发电等。

3.1秸秆直燃发电技术

秸秆直接燃烧发电技术是将秸秆直接送往锅炉中燃烧产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机做功发电，相比秸秆气化发电技术，具有结构简单、投资省、易于大型化等优点。

目前，在国内主要推广的是秸秆直接燃烧发电技术。

与常规的燃煤电站相比，秸秆电站的汽机岛与常规燃煤电站的汽机岛几乎没有差别，其关键技术是秸秆燃烧技术。

与煤粉的燃烧过程近似，秸秆的燃烧过程大致可以分为水分的析出阶段、挥发分的析出并着火阶段、焦炭的燃烧、燃尽4个阶段。

但与电站用煤相比，秸秆具有水分和挥发分较高，灰分、热值、灰熔点较低等特点，因此与煤粉的燃烧不径相同。

此外，由于秸秆中碱金属含量较高，某些秸秆如稻草中的氯离子含量较高，增加了烟气对受热面的腐蚀速度，组织秸秆燃烧时还必须考虑这些不利因素的影响。

用于秸秆发电的燃烧技术主要有水冷式振动炉床燃烧技术和循环流化床燃烧技术。

3.1.1水冷式振动炉床燃烧技术

丹麦BWE开发的水冷振动炉排技术主要针对麦秆。

麦秆收割后要打包成0.5吨左右的麦秆捆储存，最后由皮带输送到炉前。

秸秆进炉燃烧一般有两种方式[25]：

一种是麦秆捆进入炉膛采用“雪茄式燃烧”，同时将破碎的秸秆以抛撒或者风力输送的方式送炉膛燃烧。

燃烧后散落或者未燃尽的麦秆、半焦等在炉排上继续燃烧。

如图1。

图1雪茄式燃烧

另一种是炉前破碎后入炉燃烧，国内一般多采用这种模式。

为了防止结渣产生并提高燃烧效率，炉排采用水冷振动炉排，这也是丹麦技术的独特之处。

丹麦技术示意图见图2。

图2丹麦水冷振动炉排技术示意图[25]

技术流程［26,27］是秸秆通过螺旋给料机输送到第1级固定炉排上，秸秆中挥发分首先析出，由炉排上方的热空气点燃。

秸秆焦炭由于秸秆连续给料产生的压力移动到固定炉排的上方在振动炉排上进行燃烧。

秸秆焦炭由于炉排的不断振动而不断移动位置燃烧，炉排的振动间隔时间可以根据蒸汽的压力、温度等进行调节。

灰斗位于振动炉排的末端，燃尽的秸秆灰经过水冷室后排出。

燃烧产生的高温烟气依次经过位于炉膛上方的2级过热器（SH2）、烟道中的3级过热器（SH3）和1级过热器（SH1），再经过尾部烟道的省煤器和空预器后经除尘排入大气。

传统的炉床燃烧技术具有燃料分布不均匀、空气容易短路、燃烧效率低等缺点。

水冷式振动炉床采用振动炉排，减小了秸秆在炉排上分布的不均匀性。

秸秆燃烧后灰量较小，采用水冷可以保护炉排不被烧坏；尾部的过热器采用3级和竖直烟道中的分开布置可以有效降低碱金属等对受热面的腐蚀。

最近，河北、山东、江苏等地也正在与BWE公司合作，引进其技术筹建秸秆发电厂。

为了降低成套引进的成本，国内的企业也积极与BWE公司合作，寻求振动炉床燃烧设备的国产化。

3.1.2循环流化床燃烧技术

循环流化床燃烧技术是一种先进的燃烧技术，也可用于秸秆的燃烧。

循环流化床一般由炉膛、高温旋风分离器、返料器、换热器等几部分组成。

流化床密相区的床料温度在800℃左右，热容量较高，即使秸秆的水分高达50%～60%，进入炉膛后也能稳定燃烧，加上密相区内燃料与空气接触良好，扰动剧烈，燃烧效率较高。

相比炉床燃烧技术，流化床燃烧技术具有布风均匀、燃料与空气接触混合良好、SOX、NOX排放少等优点，更适应燃烧水分过高、低热值的秸秆。

目前秸秆的流化床燃烧技术已经工业化，美国爱达荷能源产品公司已生产出燃烧秸秆的生物质流化床锅炉，蒸汽出力为4.5-50t/h，供热锅炉出力为1.06×107-1.32×108kJ/h。

芬兰的Fortum工程有限公司对流化床燃烧生物质进行了长期的研究，专门针对高碱生物质燃料设计了多台鼓泡流化床锅炉，如图3。

在国内，哈尔滨工业大学［28］研制开发的流化床锅炉先后安装在泰国、马来西亚等地；浙江大学［29］针对秸秆燃烧灰熔点低、易结渣等特点进行研究，不断改进循环流化床燃烧技术，通过采用特殊风分配及组织方式保证秸秆的流化燃烧和顺畅排渣，并优化受热面布置，降低碱金属的腐蚀，解决了一系列的难题，目前已处于工业化推广阶段。

图3芬兰Fortum的鼓泡流化床锅炉结构图

3.2秸秆/煤混燃发电技术

秸秆/煤混合燃烧发电技术是将秸秆掺混于煤粉中，输送到锅炉中燃烧产生蒸汽，通过汽轮机或蒸汽轮机系统驱动发电机发电。

秸秆混烧发电从锅炉加热蒸汽之后的工艺技术与常规火力发电基本相同，只是在燃料输送、锅炉燃烧器设计与制造方面有所不同。

秸秆/煤混合燃烧方式有：

直接混合燃烧、间接混合燃烧和并联燃烧三种方式[30]。

直接混合燃烧，是在秸秆预处理阶段。

将粉碎处理好的秸秆与煤粉在进料的上游充分混合后。

输入锅炉燃烧。

间接混合燃烧是将秸秆气化产生的燃气输送至锅炉燃烧，相当于用气化炉代替了秸秆粉碎等预处理设备。

并联混合燃烧指秸秆在独立的锅炉中燃烧。

将产生的蒸汽与传统燃煤锅炉产生的蒸汽一并供给汽轮机发电机组做功。

目前，江苏省的秸秆/煤混合燃烧项目采用直接混合的燃烧方式。

2005年12月16日．我国第一个农作物秸秆/煤粉混烧发电项目在山东枣庄十里泉发电厂竣工投产．标志着我国秸秆/煤混燃发电技术取得了新的重大进展。

江苏省徐州市丰县鑫源生物质环保热电有限公司．设备容量为3×75t/h次高温次高压循环流化床锅炉和2×15MW抽凝式汽轮发电机组及相关辅助设施，实施热电联产，以农作物秸秆、农林废弃物、煤和煤泥作燃料，生物质能比例约占15％，实行全自动全方位监控管理。

l#和2#机组分别于2003年10月、11月投产试运行。

江苏省扬州市宝应协鑫生物质环保热电有限公司投资兴建一期工程为2×15MW次高温次高压抽汽凝汽式汽轮发电机组，配3×75t/h次高温次高压循环流化床锅炉。

2006年3月完成了利用循环流化床锅炉以煤为主燃料，掺烧10％一20％稻壳和秸秆等农田废弃物的生物质技改工程。

将待建的一台（3#炉）75t/h燃煤循环流化床锅炉改建为水冷振动炉排秸秆直燃锅炉，并将已投运的一台（2#炉）75t/h燃煤循环流化床锅炉改造为掺烧80％以上生物质锅炉。

采用四电场静电除尘器，除尘效率达99.5％。

掺烧生物质发电系统包括生物质加工存储、输送、控制计量、入炉装置、消防、保护等子系统。

整个系统采用DCS控制和保护。

通过变频调速系统，实现生物质掺烧比例的无级调节，掺烧量实现实时计量，输送系统装有电磁除铁器。

系统可长周期连续运行。

3.3秸秆气化发电技术

秸秆气化发电技术的基本原理是把秸秆转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。

它既能解决秸秆难于燃用而且分布分散的缺点，又可以充分发挥燃气发电技术设备紧凑而且污染少的优点，所以气化发电是秸秆能最有效最洁净的利用方法之一。

气化发电过程包括3个方面：

一是秸秆气化，把固体秸秆转化为气体燃料；二是气体净化，气化出来的燃气都含有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行；三是燃气发电，利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电，有的工艺为了提高发电效率，发电过程可以增加余热锅炉和蒸汽轮机。

秸秆气化发电技术是生物质能利用中有别于其他利用技术的一种独特方式，它具有3个方面的特点：

一是技术有充分的灵活性，由于秸秆气化发电可以采用内燃机，也可以采用燃气轮机，甚至结合余热锅炉和蒸汽发电系统，所以秸秆气化发电可以根据规模的大小选用合适的发电设备，保证在任何规模下都有合理的发电效率。

这一技术的灵活性能很好地满足秸秆分散利用的特点。

二是具有较好的洁净性，秸秆本身属可再生能源，可以有效地减少CO2、SO2等有害气体的排放。

而气化过程一般温度较低（大约在700-900℃），NOX的生成量很少，所以能有效控制NOX的排放。

三是经济性，秸秆气化发电技术的灵活性，可以保证该技术在小规模下有较好的经济性，同时，燃气发电过程简单，设备紧凑，也使秸秆气化发电技术比其他可再生能源发电技术投资更小。

所以总的来说，秸秆气化发电技术是所有可再生能源技术中最经济的发电技术，综合的发电成本已接近小型常规能源的发电水平。

典型的秸秆气化发电工艺流程如图4所示。

图4气化发电系统流程图

秸秆气化按照使用的气化炉类型不同分为固定床气化和流化床气化两种。

气流床气化对于入炉颗粒粒度要求细（一般要求小于0.4mm），对于秸秆而言，要满足气流床气化的粒度要求还有许多技术经济难题需要解决。

3.3.1秸秆固定床气化炉

固定床气化炉是将秸秆原料由炉子顶部投入气化炉中，物料在炉内按层次地进行气化反应，反应产生的气体在炉内的流动靠风机实现。

固定床气化炉可分为上吸式、下吸式、横吸式和开心式四种类型[31]。

由于固定床气化炉具有结构简单、操作简便、技术成熟等优点，十分适合秸秆气化技术在我国农林地区的应用和推广，所以这里重点介绍固定床气化炉的气化方式和原理。

1）上吸式气化炉

上吸式气化炉的原料从上部加入，依靠重力向下移动，空气从下部进入，向上经过各反应层，燃气从上部排出"由于原料移动方向与气流方向相反，因而又称为逆流式气化装置。

上吸式气化炉在微正压下工作，由风机向气化炉内送入空气，燃气由上部进料口排出。

由于炉膛上部容积较大，可储存一段时间的用料，待原料用完后再停炉加料。

上吸式气化炉的优点是:

燃气在干燥裂解层与物料发生热交换，燃气温度降低，物料温度升高，气化炉热利用率提高；同时干燥裂解层将燃气中的杂质进行了初步的过滤，尤其是灰分被大量捕集下来；上吸式气化炉结构简单，制造工艺成熟。

缺点是:

原料中的水分由燃气带出气化炉，不参与反应，减少了H2的产出。

物料在裂解层由于燃气的传热而温度上升发生热分解反应，燃气中焦油含量显著提高。

2）下吸式气化炉

下吸式气化炉是目前秸秆气化集中供气系统中应用最多的炉型。

在下吸式气化炉中，秸秆原料由顶部加入，依靠重力向下移动，灰渣由炉体底部排出，空气在气化炉的中部或者顶部加入，燃气由炉底排出。

下吸式气化炉的优点是:

气化强度高（相对于上吸式）；可随时开盖添料；气流向下流动，在裂解区内生成的焦油可通过氧化区和还原区，得到进一步高温裂解，所以下吸式气化炉燃气中焦油含量较低。

缺点是:

从炉栅下抽出可燃气引风机要耗费较大的功率；出炉的可燃气中含有的灰分较多；出炉可燃气的温度较高。

图5上吸式气化炉示意图图6下吸式气化炉示意图

3）横吸式气化炉

横吸式气化炉的气化剂由炉子的一侧供给，燃气从炉子的另一侧面由风机引风带出，气流横向通过气化炉。

横吸式气化炉反应区的温度较高，氧化区的温度会超过原料的灰熔点，引起结渣，所以适合木炭等低灰分物料"该气化炉主要应用于南美洲，在我国应用较少。

4）开心式气化炉

开心式气化炉的结构和反应原理类似于下吸式气化炉，由我国研制发明。

和下吸式气化炉的区别在于它没有缩口，炉栅中间隆起，以转动炉栅代替高温喉管区。

开心式气化炉适用于燃烧稻壳等灰分较多的原料。

由于开心式气化炉内氧化还原区所占的比例较小，所以反应温度较低。

图7横吸式气化炉示意图图8开心式气化炉示意图

3.3.2流化床秸秆气化炉

流化床燃烧是一种先进的燃烧技术，应用于秸秆燃烧上已获得了成功[32]，但用于秸秆气化仍是一个新课题。

与固定床相比，流化床没有炉栅，一个简单的流化床由燃烧室、布风板组成，气化剂通过布风板进入流化床反应器中。

按气固流动特性不同，将流化床分为鼓泡流化床和循环流化床，如图9所示。

鼓泡流化床气化炉中气流速度相对较低，几乎没有固体颗粒从流化床中逸出。

而循环流化床气化炉中流化速度相对较高，从流化床中携带出的颗粒在通过旋风分离器收集后重新送入炉内进行气化反应。

图9两种不同类型的流化床气化炉

在秸秆气化过程中，流化床首先通过外加热达到运行温度，床料吸收并贮存热量。

鼓入气化炉的适量空气经布风板均匀分布后将床料流化，床料的湍流流动和混合使整个床保持一个恒定的温度。

当合适粒度的秸秆燃料经供料装置加入到流化床中时，与高温床料迅速混合，在布风板以上的一定空间内激烈翻滚，在常压条件下迅速完成干燥、热解、燃烧及气化反应过程，使之在等温条件下实现了能量转化，从而生产出需要的燃气。

通过控制运行参数可使