生物质能源是一种低污染的可再生能源,由于其在燃烧过程中对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地缓解温室效应。生物质气化发电技术作为生物质能洁净利用的途径,越来越受到社会的关注。本文着重研究了生物质气化特性以及气化炉系统设计,主要研究内容和结论如下:1.对生物质气化的研究背景和研究现状进行综述,在此基础上明确了本文的研究意义,确定了主要的研究内容。2.在1MW实验台上进行生物质空气气化热态试验,试验结果表明对秸秆成型生物质原料,气化温度在700-800℃,气化过程运行稳定,产生的燃气热值在4500kJ/Nm³以上,属于低热值燃气,燃气产率约为1.80Nm³/kg,焦油产率低于0.35g/Nm³,H₂S气体含量低于340mg/Nm³,原料属于易结渣类型。3.通过空气/原料比的改变可以在700-800℃的区间内有效调节气化温度,超出此区间,温度越高,调节其升高越难以实现;随着温度的提高,燃气产率的提高幅度是递增的,气化效率的提高幅度是递减的。气化效率和半焦含碳量随温度的影响呈现相反的变化趋势。因此实际工程应用中,需要结合产品的需求,综合考虑效率和代价,选择合适的工况条件,建议将气化温度的区间设定在750-800℃。4.根据模拟和试验研究作为参考依据,研究设计了30MW工业用生物质气化系统,设计参数如下:气化系统的给料量为24t/h,净燃气量为42340Nm³/h,燃气热值为5551kJ/Nm³,气化效率达71.2%。5.使用化工流程模拟软件Aspen Plus对30MW生物质气化工艺进行模拟计算,研究变工况条件对气化结果的影响。结果表明:（1）当蒸汽/燃料比维持0.079不变,随着空气/燃料比在0.50¹.17范围增加,气化温度提高,燃气中H₂和CO的总含量增加,CH₄和CO₂的含量降低;燃气产量提高,燃气热值下降,气化效率提高;半焦含碳量和半焦产量均降低。（2）当空气/燃料比维持0.85不变,随着蒸汽/燃料比在0.045⁰.3范围增加,气化温度降低,燃气中H₂、CH₄和CO₂含量增加,CO含量降低;燃气产量、燃气热值和气化效率均提高;半焦含碳量和半焦产量均降低。本文通过理论模拟和试验研究,成功验证了以生物质为原料的循环流化床气化系统方案的可行性,所得到的大量模拟数据、试验结果和实践经验可以用于指导下一步示范装置的设计和运行工作。