3.中型气化发电系统的污染排放
中小型气化发电系统相对常规能源系统由于规模太小，其污染物排放难于集中处理，但从环保的角度又不能任意排放，所以确定中小型气化发电系统的污染物排放特性及其污染水平，使用经济有效的方法处理各种污染物，是控制并减少二次污染的前提。
气化过程中的焦油含量
木粉气化过程中所产生焦油往往会降低产气率和气体成份的热值，且给气体的输送、煤气机的正常运行造成困难，因而如何降低焦油含量是生物质气化技术中让人关注的问题。对于生物质流化床气化来说，提高生物质气化的运行温度，焦油含量会有大幅的降低，其变化如图7-22所示。
图7-22 温度对木粉气化过程中焦油影响
焦油裂解催化剂对气体成份和焦油的影响
目前降低气化过程中所产生的焦油的方法除了提高运行温度外，再就是添加催化剂。常见的催化剂有镍基、木炭和白云石催化剂。镍基催化剂活性高，但由于易被气化过程中所生成焦炭覆盖，其活性表面而很快失活，且价格昂贵，不易工业应用。目前较常用的为白云石焦油裂解催化剂，为了了解它的运用对燃气成份及焦油含量的影响，我们在实际运行的气化炉上进行了试验。
在原料中按1/10的比例加入白云石催化剂，在750℃和900℃下气体成分焦油含量的影响如图7-23所示。从图可以看出：加催化剂比不加催化剂的气体成份中焦油含量明显减少。通过计算：750℃焦油裂解率为25.4%，900℃时焦油裂解率为55.2%。即随着温度的升高，其焦油的裂解率是增加的。此外，在750℃时有无白云石气体成分变化不大，而在900℃下H2含量有较为显著的增加，CH4，C2H6，C2H2含量降低，气相色谱谱图显示其他FID有机峰明显减少，表明热解程度的加深。可见温度、催化剂对降低气体成份中的焦油含量有一定的影响。
图7-23 添加催化剂对气体成份中焦油含量的影响
(750℃) (900℃)
图7-24 添加白云石对气体成份的影响
热解气体中SO2及NOx 、NH3含量
由于木粉燃料中本身含硫量很低（0.1％），加上热解气体经过系统工艺的水洗，因此最终热解气体中SO2含量接近零。
由于气化过程在较低的温度进行，因此空气的氮不可能转为氮的化合物。热解过程中所形成的氮的化合物主要来至燃料本身所含有的N。因气化炉内处于缺氧气化，燃料氮又主要以NH3的形式释放出来。沙光料热解气中NH3含量随着温度和气化炉高度的升高而增大，物料中N成分对NH3的转化率也由6%升至70%，其变化如图7-25所示。由于氨极易溶于水中，可燃气在水洗除尘中可全部脱除。
图7-25 气化炉床温及床高对NH3排放的影响
热解气体中NOx含量一般很低，约在10-20ppm/m3燃气，这主要归功于木粉燃料本身含氮量低，且有一部分转化为氨。在气化炉正常运行条件下，NOx含量沿气化炉的分布如图7-26所示。
图7-26 NOx含量沿气化炉的分布
由上可知：整个气化过程中所产生的污染物仅有少量的NOx排放，相对于我国燃煤电站循环流化床锅炉所排放的NOx、SO2100－200 ppm/m3烟气相比，至少小10倍。因此使用生物质能，不仅可利用再生能源，而且也利于保护环境。
污水及其处理
由于气化的燃气通过水洗进行净化，所以上述所分析的焦油、NOx、SO2 、NH3等成分几乎全部转移到生产过程中产生的污水中。由于污水的成分复杂（包含了近100种的有机成分），污染物的浓度有非常高，所以如何采用经济合理的工艺方法处理这些污水成为中小型气化发电系统应用过程的一个关键问题，
中小型循环流化床谷壳气化发电系统中文氏管除尘及洗涤塔洗涤煤气所产生的污水每小时约7-8吨，污水中含有灰、焦油等，COD含量极高。其处理过程分四个步骤完成，①吸附过滤，②曝气， ③沉淀，④微生物好氧处理（见图7-25）, 污水经处理后最简单的办法是可循环使用。
图7-25 污水处理流程图
①过滤吸附：过滤吸附的材料采用谷壳灰，其吸附作用非常理想，吸附后的污水COD从3000mg/m3下降至1500-2000mg/m3。
②曝气：曝气在污水处理中十分关键，经过充分曝气的污水含COD值从1500-2000mg/m3下降至1000-1500mg/m3，这时污水由黄褐色变为黑色，适合于微生物处理。
③沉淀：经曝气后的污水进入沉淀池，大部分灰渣等杂质沉淀于池底，另外，污水在这里得到进一步的氧化曝气，事实上，如果应用自然曝气法，沉淀池也是曝气池，但体积要足够大。
④生化处理：生化处理是利用好氧细菌的分解作用，把COD值从1000-1500mg/m3降至150-200mg/m3以下，处理后的污水COD值可达到国家规定的排放标准。
