生物质是一种可再生能源,储量丰富,作为替代能源利用,可实现CO2零排放,且其中S、N含量低,大大减轻温室效应和环境污染。生物质气化技术作为将生物质燃料转化为洁净能源的新兴技术而受到世界各国政府和科研人员的高度重视。目前,生物质气化技术和燃气利用过程主要存在三个问题:一是燃气热值较低,一般低于7000kJ/m3;二是气化过程产生的焦油较多,不仅影响气化炉的正常工作和燃气的输送、储存和利用,而且浪费大量的能源和资源;三是生物质气化反应后尾渣残炭含量仍较高,不仅处理和处置成本高,而且造成资源浪费。为避免现有技术中所存在的不足之处,本文首先从生物质原料特性、气化过程操作条件和气化设备结构三个方面对生物质气化的影响因素进行了研究。接着,通过分析4种气化方式以及相互间的关系,由空气气化逐步推理计算出内燃加热式气化炉气化工作时(空气-水蒸气气化加部分燃气回流燃烧)的主要性能参数。然后,根据内燃加热式生物质气化炉气化原理,对气化炉内旋转机构、蛇形管内燃烧装置、气化炉压力控制和加料方式的选择、狭缝燃气通道及净化系统、雾化增湿装置及冷却系统和气化炉总体结构进行了详细的设计。最后,从实时监测和产物分析两个方面对内燃加热式气化炉控制系统进行了设计。