研究了热解温度对玉米秸秆热解产品产率及成分的影响。图2是在不同热解温度下，热解产品液体、半焦及不可凝煤气的产出情况。实验结果表明，在 480℃左右液体收率最高，可达到45%以上，气体产率较低。但随着温度的提高，液体收率明显下降，而气体明显增加，半焦的产率也有所下降。

对不同热解温度所获煤气的组分进行了分析，部分结果如图所示。从图3看出随温度提高，CO2 浓度明显下降，而H2 含量明显增加。而CO、CnHm 、CH4 在实验范围内没有明显变化。所获煤气的热值较高一般均在16 MJ/Nm3 左右。随着温度提高，由于CO2降低、H2增加，煤气热值略有增加。

根据上述热解实验结果，为了获得较高产率的中热值煤气需要保持700℃以上的热解温度。有些干馏制气方法，由于传热限制，实际反应温度低，因而煤气产率下降。

改进的循环床热解气化制中热值煤气

提高生物质煤气热值的关键在于既要供给热解气化所需要的热量，又要尽可能减少惰性气体进入气化系统。为了维持反应区域较高的温度，对外壁供热的 方案来说，反应器传热壁面需要优质材料，而且随着设备放大，传热壁面的布置成为放大的控制因素，因此外壁供热方案适用于小型气化装置。化冶所在一个3 kg/h、外部加热的不锈钢制小型反应器中，用少量空气流化并热解玉米秸秆粉，获得了CO 含量小于20%，CnHm和CH4 含量较高，热值为12 MJ/Nm3左右的燃气。适当放大后，该装置可满足百户级农村供气使用。

对于较大规模的集中供气，载体供热是较为可行的方案。化冶所在“八五”研制中热值煤气的基础上，提出了改进的生物质循环床制中热值煤气的新方 案。并进行了实验研究。它的特点是气化和燃烧分离，半焦和热载体循环，仅用空气作输送和燃烧介质。已经进行了4 kg/h 的玉米秸秆粉热解气化实验，控制流化输送空气量，得到较好的结果，如表1所示。

由于在热解系统中引入了少量空气，使热解煤气的热值有所下降，但因为气化温度的提高，使煤气单产提高，焦油下降，生物质转化成煤气的能量转换效率明显提高。优化气化室下部立管和气动阀的结构，有可能少用空气，减少煤气中的N2量，进一步提高煤气热值。

由于省略了蒸汽发生、过热、计量等设备，整套装置具有如下特点：(1)不用蒸汽作流化介质，简化了流程;(2)可产生中热值煤气，并可供热水，适合于农村小城镇建设;(3)结构紧凑，操作方便;(4)降低了设备投资和生产成本，可望实现商业化经营。

流化床快速热解玉米秸秆粉制生物油

研究表明在470—500 ℃温度下，玉米秸秆液体收率较高，而且热解反应所需热量较小，因此，采用壁面传热的流化床快速热解反应器进行了扩大试验。原料经粉碎直径小于2 mm，长度小于10 mm。流化床中用细砂作传热介质，用N2作流化介质，外部电加热控制反应温度。表2是流化床快速热解试验结果。数据表明，由于流化床传热速率的提高，液体 收率比下落式热解有所增加，而半焦和干煤气产率下降。对所获得干煤气组分的分析表明，煤气中CnHm和CH4含量下降，而H2含量明显增加，但煤气热值仍 达到11MJ/Nm3以上。

对半焦的主要成分进行了分析，结果如表3所示。分析表明半焦中氧含量比原料明显减少，大量含氧有机组分已经分解。灰分明显增加，而灰分中钾、磷含量较为丰富，且水溶物含量较高。这种半焦不宜作为优质燃料，除了可供本系统燃烧供热外，还可用于改良农田土壤。

流化床热解的主要冷凝产物生物油在低温下分层，约70%左右为棕红色的轻液，其他为黑褐色的粘稠重液，当温度升高到60 ℃左右可互混。轻液为酸性，pH值为3.3左右，含水60%左右，有机相主要是乙酸和酯类。重液含水约15%，呈酸性，为复杂的有机化合物，沸点低于 280 ℃的组分占40%以上。按湿基计算，液体产率为50%左右，液体平均含水45%左右。按原料计的生成水量24%左右，其中热解生成水15%左右，按干基计 算的有机组分约为30%。

与国外以木材为原料的快速热解工艺相比，玉米秸秆生物油产量较低，含水量较高，组成性质也有较大差别。为了开发玉米秸秆快速热解工艺，并使之实用化，有必要对一些关键因素，如原料粒度、传热速率、气相停留时间、产品急冷等进行更深入的研究。

4. 结 语

秸秆类生物质高新技术转化为优质能源，对发展农村经济，改善农民生活意义重大。适应农村小城镇建设发展，有望实现商业化经营的中热值煤气生产工 艺已较为成熟，建议建立示范工程进行生产性考查。希望有关领导部门对秸秆类生物质快速热解制生物油的研究给予支持，为促进农村经济的发展，开发一项新兴产 业打下基础。