秸秆气化供热是国家重点推广开发的项目,它利用农作物秸秆为原料进行气化转化成为可燃气体,从而替代了液化气、煤气等能源,是国家为保护生态环境、充分利用农作物秸秆资源和实施可持续发展战略所采取的一项重大举措。本文首先对生物质利用意义、利用方式以及国内外生物质能利用现状和未来的发展趋势进行了归纳总结,并对生物质气化领域的研究进展进行了详细阐述,通过对生物质原料燃烧动力学特性分析,得出了影响原料气化的主要条件和因素。本文立足于农村极其丰富的秸秆资源和农村的实际状况,根据农村大棚实际需求热量,设计出商用上吸式秸秆气化炉。生物质气化装置是生物质气化供气技术系统的关键设备。本文从生物质原料热化学特性和原料燃烧动力学研究出发,选取气化炉类型为固定床上吸式气化炉;根据燃烧学、传热学、流体力学等原理,进行了秸秆气化炉及净化系统的研究与设计。气化炉炉体内层耐火材料采用高铝酸盐水泥和骨料混合浇注成型,中层为珍珠岩保温材料,下部为贮灰空间;净化器采用改进的管壳式换热器。研究测试了以空气为气化剂时,气化炉的炉膛温度分布、燃气组分、低位热值等主要性能指标,分析了物料种类、气化强度、炉膛温度等因素对气化效果的影响,同时,给出了关键技术指标的制定原则:气化强度在100kg/m~2·h左右时,能够使得可燃气的低位发热量取得最佳值;燃料粒径对产物气热值有一定影响,当粒径为3mm左右时,可燃气低位发热量最高。以空气.水蒸气为气化剂时,通过空气气化和空气-水蒸气气化的对比试验,发现空气-水蒸气气化使气化炉的容积产氢量提高,产气低位热值提高将近1倍。在实验条件范围内,最大燃气热值达到9.6MJ/m~3,最大氢产率达到43.2g/kg。实验测试结果表明:该商用秸秆气化炉原料适应性强,运行稳定可靠,各项指标均达到设计要求。