文 献 综 述

1 引言

化石燃料的日渐衰竭是全世界科学工作者所面对的难题，生物质作为光能循环转化的载体，资源丰富分布广泛，并且在生长过程中能够吸收大气中的二氧化碳，利用生物质气化技术所得到的可燃气体不仅能够代替化石燃料的使用，而且有利于缓解温室效应，因此生物质气化技术及相应的设备研究也越来越受重视。

生物质能是指能够当做燃料或者工业原料的有机物，我国作为一个农业大国，生物质能资源相当丰富，全国每年农作物秸秆的产量约为7亿吨，但这些秸秆大部分都是直接被点燃，如此处理秸秆既浪费资源又污染大气，因此生物质气化技术在我国的应用及普及有十分重要的意义[1]。

生物质气化就是将原料加热，伴随着温度的升高析出挥发物，挥发物在高温下裂解（热解），热解后的气体在气化炉的氧化区与供入的气化介质（空气、氧气、水蒸气等）发生氧化反应并燃烧，燃烧放出的热量用于维持干燥、热解和还原反应，最终生成了含有一定量CO，H2，CH4，CnHm的混合气体，除焦油等杂质后即可燃用或者发电[1]。

不同用途的气体对焦油含量的要求也不同，例如对于直接燃烧的气体，焦油含量可高一点，但是对于用来发电的气体，焦油的冷凝与沉积易造成堵塞，从而使机器损坏、大大增加维护费用，因此气化后的焦油处理成为生物质气化技术中的关键性问题。

2 焦油的危害与脱除方法

2.1 焦油及其危害

在生物质气化的过程中，大量的焦油及其它副产物的产生给气化系统以及环境带来很严重的问题。焦油是生物质热解气化得到的黑色粘稠状物，它是一种复杂的有机混合物，成分大概有100多种，但大部分难以确定，其主要成分不少于20种，大部分是苯的衍生物及多环芳烃物[2]。焦油成分大概能分为五类：（1）不确定的成分（undetectable）；（2）杂环类（hetercyclic）；（3）轻质芳烃（light aromatic hydrocarbon）；（4）轻质多环芳烃（light polyaromatic hydrocarbon）；（5）重质多环芳烃（heavy polyaromatic hydrocarbon）[5]。焦油中的芳香烃是大气中普遍存在、组成复杂的一类持久性有机污染物，在该类有机污染物中，PAHs（多环芳烃）与BTEX（笨、甲苯、乙苯、对二甲苯）等物质不仅能够参与光化学氧化物、酸雨的形成，同时还具有非常突出的”三致效应”，能够在环境迁移过程中通过呼吸、食物、接触等方式进入人体，严重危害人体健康[7]，另外轻质焦油（如酚）易于溶于水可致水体污染[4]，因此焦油对环境与人体的危害显而易见。在焦油中除了轻质芳烃，其他成分在操作环境下都易于凝聚，而焦油冷凝沉积在管道或者设备中会造成严重的堵塞与腐蚀，使得工厂内的设备需要经常进行维护与修理，因此为了保证设备的连续运行需要投入大量的资金[3]。除此之外，系统的气化效率和能源利用率都由于焦油的存在而降低[8]，因此由生物质气化得到的焦油必须被脱除，这不仅有利于环境的保护和人体的健康也有助于节约设备的维护资金。

2.2 焦油的脱除方法