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生物质和煤气化后作为电力能源燃料，用于IGCC发电系统，是目前较为清洁、高效和最有竞争力的发电技术，单机容量可达到500 MW，而且已经进入商业化运行阶段[17,18]。随着IGCC技术的发展，一些国家建立了BIGCC(Biomass Integrated Gasification Combined Cycle)电站，但由于生物质的分布分散，能量密度低，收集运输和预处理过程(例如粉碎、压缩成型和干燥)费用高，发热量低，水分大等特点，现建的BIGCC电站单机容量一般为25~75 MW[19]，机组容量较小，发电效率较低。研究将生物质转换利用后用于IGCC发电系统将成为大规模、高效利用生物质能的一种有效途径。
1.2 煤的热解
热解是煤燃烧、气化和液化等热加工工艺中的基本过程之一，研究煤的热解过程有助于认识煤的特性，理解煤的热解原理，掌握煤的热解规律。长期以来，科学工作者对煤的热解进行了很多研究，取得了许多有意义的成果[20]。
1.2.1 煤的化学组成
煤是一种组成十分复杂的混合物[21]。从元素组成来看，煤中有机质的主要组成元素是C、H、O、N和S。煤的H/C原子比很低，并且随着煤的变质程度的加深不断降低，较年轻的褐煤的H/C约为0.86，而变质程度最高的无烟煤的H/C只有0.30。从化学结构来看，煤的基本结构单元是3~4个芳环和取代芳烃并含有少量的脂环、杂环，结构单元之间由–CHZ–，–O–，–S–等桥键连接，形成网状的空间结构。随着煤的变质程度的增加，基本单元的尺寸和缩合程度增大，桥键数目相应地减少。桥键是煤的有机质大分子中较弱的共价键，其丰度和强弱很大程度上决定了煤的气化、液化、焦化等过程的化学反应性能。
煤中无机质主要成分是黏土，黄铁矿，方解石和高岭石，含有的元素主要有Si、Al、Fe、Ca、Mg、Ti、Na、K、Mn等，一般来说，煤自身所含矿物质中，碱金属、碱土金属及过渡金属化合物具有催化作用。
1.2.2 煤的热解分类
根据热解条件和方式，煤热解可作以下分类：
(1) 按热解温度分为：低温(500 ℃~700 ℃)热解，以制取焦油为目的；中温(700 ℃~1000 ℃)热解，以生产中热值煤气为主；高温(1000 ℃~1200 ℃)热解(炼焦)，生产高强度的冶金焦；超高温干馏(＞1200 ℃)。
(2) 按升温速率分为：慢速(1 K/s)、中速(5~100 K/s)、快速(500~106 K/s)和闪速(＞106 K/s)热解。
(3) 按加热方式分为：内热式、外热式和内外热并用式热解。
(4) 按反应器内的压力分为：常压热解和加压热解。
(5) 按热解气氛分为：惰性气氛热解、加氢热解和催化加氢热解。
(6) 按固体颗粒与气体在床内的相对运动状态分为：固定床、流化床、移动床、夹带床和落下床(滴落式反应器)等。
(7) 按热载体方式分为：固体热载体、气体热载体和气—固热载体热解。
1.2.3 煤的热解过程
煤的热解过程受许多因素的影响，如压力、加热速率、颗粒大小、热解气氛、停留时间以及煤阶等。按煤的结构变化可以分为以下三个阶段：
(1) 室温~200 ℃(低温热失重阶段)
在此阶段的外形无明显变化，主要脱除煤吸附和孔隙中封闭的水、二氧化碳、甲烷以及少量的矿物质分解水。
(2) 200 ℃~550 ℃(热分解阶段)
这一阶段中的原始分子结构将开始发生解聚和分解反应，以及一定程度的内部缩聚反应，导致大量挥发物的逸出(主要是水、焦油、烯烃、碳氧化物和甲烷及其同系物)。450 ℃左右焦油量最大，在450 ℃~550 ℃气体析出量最多。半焦与原煤相比，芳香层片的平均尺寸和氢密度变化不大，这表明半焦生成过程中缩聚反应并不太明显。