文/重庆科克发动机技术有限公司总裁 温国生

植物含有大量的碳氢化合物，可以通过缺氧发酵或者缺氧燃烧的方式进行分解，获得CH₄、H₂和CO，这些气体均是可以燃烧的燃料，可以在净化后输送到燃气发动机或者锅炉中进行燃烧，最终产生热能、机械能或者电能。

原材料不同，产生的气体成分也会有很大的差异，各种植物原材料在气化炉中进行分解，会产生可燃气体，可燃气体的成分和热值见下表：

植物的秆，是生物质气体的主要原材料来源

单位体积的气体燃料在燃烧后产生的热量，称为气体燃料的发热值。燃气的发热值分为高发热值、中发热值和低发热值三种，超过15MJ/m³的燃气称为高热值燃气，9-15MJ/m³的燃气称为中热值燃气，低于9MJ/m³的燃气称为低热值燃气。

发动机燃料采用以空气为气化剂的生物质燃气，进入气缸的生物质燃气热值只有5000KJ/m³左右，所以这些生物质燃气属于低热值燃气。

生物质气体发电站

各种可燃气体的热值：

植物原料和气化炉中和空气发生不完全燃烧，生成CO、H₂、CH₄、CmHn这些可燃气性气体和焦油、灰分等，经过水洗冷却、除尘净化后，由风机送到风柜中，在获得稳定的压力后，可燃气体进入发动机进行燃烧做功。

植物气化炉

生物质燃气是一种清洁的燃料，和空气非常容易混合，燃烧非常彻底, CO和NOx的排放量非常低，而且气缸残留的积碳非常少，硫含量非常低，所以燃气发动机的使用寿命比柴油机要长很多，气体燃料不会稀释机油，不需要经常添加机油。

由于生物质气体中主要成分是CO和H₂，和CH₄相比，这两种气体的燃点更低，对空燃比的要求更低，发动机启动更加容易。

生物质燃气单位容积的热值只有甲烷的12.5%，生物质燃气中含有非常容易燃烧的H₂，只需要很小的点火能量就可以点燃生物质燃气，所以生物质燃气发动机非常容易回火和爆燃，要通过降低发动机的压缩比来控制发动机的爆震。

生物质气体和空气在混合器中进行混合后进入气缸，通过火花塞点燃后爆炸燃烧，其工作模式和采用甲烷气体的燃气发动机完全一样。

生物质气体发动机随着负荷的增加，排气温度会逐渐增加，但和柴油机相比，其排气温度要略低一些，因为和柴油机相比，生物质气体的燃气燃烧时间相对较短，后燃减少，发动机的排气温度相对较低。

生物质燃料发电机组

随着发动机的负荷增加，单位功率输出的燃气消耗率相对减少，发动机的热效率也相对提升，但到一定的负荷值后，由于过量空气系数减少才能点燃，这时候燃烧不是非常的充分，热效率就会开始下降，单位功率输出的燃气消耗率就开始增加，所以要根据发动机的实际工作测量出最佳的功率标定值。

中国农村有大量的稻草、麦秆、玉米秆和玉米芯，为了处理这些植物原材料，人们往往要通过焚烧的方式来处理，焚烧会产生大量的烟雾，对空气造成巨大的污染，如果能够通过气化炉对这些废弃物进行处理，产生可燃的混合气体，然后将这些气体输送到燃气发电机组进行发电，那么就可以变废为宝，既解决了焚烧的空气污染问题，又可以产生大量的电力能源，如何对这些植物的枝干进行有效的利用，是解决目前能源紧缺和空气污染的良策。

植物秆燃烧带来巨大的空气污染问题

重庆科克发动机技术有限公司非常看好生物质燃气发动机的未来市场，我们会在2014年下半年推出可以采用生物质气体作为燃料的发动机产品，该产品的问世，将极大推动植物废物的有效利用，解决目前中国的能源紧张和植物焚烧所带来的空气污染问题。

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