Wood gas as fuel/木材煤氣作為燃料

来自维基百科：木煤气

木煤气是一种可用于炉灶、燃气炉和车辆的燃料气体。在生产过程中，生物质或相关的含碳材料在木煤气发生器的缺氧环境中被气化，生成可燃混合物。在某些气化炉中，此过程先经过热解，生物质或煤首先被转化为焦炭，释放出富含多环芳烃的甲烷和焦油。

与几乎完全由氢气和一氧化碳组成的合成气不同，木煤气还含有多种有机化合物（“馏分油”），需要洗涤才能用于其他用途。根据生物质的种类，会产生各种污染物，这些污染物会在气体冷却时冷凝出来。当使用发生炉煤气为汽车和船舶提供动力，或将其输送到偏远地区时，必须对气体进行洗涤，以去除可能冷凝并堵塞化油器和燃气管道的物质。

本文主要探讨木质煤气在内燃机的应用。生物质气化过程与沼气生产过程截然不同。

完整系统（生产单元、燃料产生器 + 内燃机）示意图，请参考http://woodgas.nl/GB/project.html和http://web.archive.org/web/20150416050702/http://whatiamupto.com:80/gasification/woodgastruck.html

问题 --> 完整的系统是否比独立的单元更有效率？根据http://web.archive.org/web/20140726013157/http://www.gekgasifier.com/forums/showthread.php?t=22这篇文章的内容，考虑到木煤气本身的能量值较低，似乎确实如此，但这是为什么呢？

• 可能是因为燃料发生器（=气化炉）产生的热能在内燃机中被重新利用（受热气体膨胀较大）？
• 和/或因为木煤气的储存要么不可行，要么需要高压和/或加热或冷却。
• 木煤气与烟雾有何不同？

气化是指利用热能将固体生物质材料分解，产生可燃气体的过程，这种气体通常被称为发生炉煤气（或木煤气）。常见的燃烧原料包括木材、木炭、稻壳和椰子壳。

生物质气化装置由一个类似简易炉灶的反应器组成，固体生物质燃料被送入其中。然而，燃料的空气供应量受到严格控制，以确保燃料仅发生部分燃烧。在此过程中会产生气体，这些气体被收集起来用作燃料气。产生的气体包括多种可燃气体——氢气、一氧化碳和甲烷——以及二氧化碳和氮气。

反应器类型主要有两种：流体化床反应器，用于大型气化系统；以及固定床反应器，用于小型发生炉煤气系统。固定床反应器又分为三种：上吸式、下吸式和横吸式。每种反应器在不同温度下产生的气体比例和洁净度均有所不同。

这种气体用途广泛。它可以直接用于燃烧器提供工艺热，也可以用于内燃机，但内燃机需要净化和冷却。小型发电装置的额定功率从几千瓦到几百千瓦不等，而用于供热的装置输出功率可达数兆瓦。系统效率因燃料、反应器类型和应用的不同而有很大差异。发生炉煤气通常用于商业烹饪。

小型气化炉技术相对简单且成本低廉，可以就地生产，但必须注意确保安全标准，因为燃烧过程中产生的一氧化碳是一种有毒气体。在中国，一种以稻壳为原料的下吸式反应器自1960年代以来一直在生产，目前已有数百套系统投入使用。马里、苏里南和印度也安装了这种反应器（Stassen 1995）。二战期间，燃料供应短缺，欧洲数百万辆汽车被改装为使用发生炉煤气。如今，在巴西和菲律宾等国家，气化炉已实现商业化，并应用于各种领域。

• 固定床气化炉；适用于小型应用，例如露营地燃烧器。
• 流化床气化炉；用于发电厂。
• 上吸式和横吸式气化炉；用于中央暖气系统（用于气化木炭或煤炭）
• 下吸式气化炉；用于内燃机（用于木材气化）。由于其焦油产生量少，因此是唯一与内燃机搭配使用的气化炉类型。^{[ 1 ] [ 2 ]}

原理图请参见

• http://woodgas.nl/GB/woodgasification.html（Imbert Dawndraft 发电机的主要设定）
• http://web.archive.org/web/20160304040712/http://www.allpowerlabs.org/gasification/resources/papers/Handbook.Reed.Das.pdf（Imbert气体产生器原理图，第 93 页）
• http://wiki.gekgasifier.com/w/page/29160712/GEK-v4_0-CAD-drawings-for-all-sheet-metal-parts
• http://wiki.gekgasifier.com/w/page/6123754/How-to-Build-and-Run-the-GEK-Gasifier
• http://wiki.gekgasifier.com/w/page/6123797/Practical-Engineering
• http://web.archive.org/web/20161204155552/http://www.woodgas.net/files/FEMA_emergency_gassifer.pdf

http://web.archive.org/web/20140726013157/http://www.gekgasifier.com/forums/showthread.php?t=22

• 用于家庭发电（热电联产）：适用。可使用普通内燃机（汽车）或割草机引擎。注：亦可与斯特林发动机联用，请参阅“发动机比较#不同发动机的合理使用”。
• 运输方面：不适用，请参阅引擎比较。
• 对于特定作业应用（例如用于牵引引擎）：适用。 5英亩土地每年可产出约25吨生物质（树木），能量含量为450吉焦耳。将其用作牵引发动机的木煤气，可产生10千瓦（牵引杆处约10马力）的功率，足以让您的拖拉机每年运行2500小时（每天6.8小时）。然而，这项技术更适用于大型固定式机械，而非小型便携式机械，而且很难驱动功率低于10马力的发动机（这是一个重大问题），因为很难吸入足够的燃气通过发电机，使其保持足够的温度以进行“发电”。参见http://www.theoildrum.com/node/6287

• 木材气化炉建造者圣经：几分钟内将树枝变成生物燃料
• Permies.com上的沼气论坛
• 评估木煤气系统的不同原料
• 引擎和燃料工程－为家用生质能源系统设计长寿命发动机
• 瑞典各地，水箱里装着木头。
• Journeytoforever：木气
• BuildItSolar；木气
• 气化器实验套件 (GEK)