近年来随着人们生活质量的提高,人类对于能源的依赖性越来越强,每年的能耗增长率逐年上升,目前许多学者和技术人员努力寻找传统能源的替代品。我国拥有丰富的生物质资源,因此生物质气化发电技术已成为发展可再生能源的新型技术之一。本课题结合最新技术——等离子体技术和喷动-流化床技术,协同应用于生物质热解气化的研究中,并利用ASPEN PLUS化工流程软件模拟生物质气化系统及燃气发电系统的工艺流程。分别针对空气、氧气、水蒸气-氧气三种气化情况,探讨了不同的影响因素对合成气结果的影响,同时利用软件建立以燃气轮机M701F(50Hz)型为热电转化设备的发电模型。最后,对气化系统和发电系统进行了能量分析与火用分析,分析等离子体技术的发展优势所在。主要研究工作如下:本课题进行了等离子体喷动-流化床的常温流态化测试与热解气化实验研究,常温下针对两种不同类型分布板进行实验,从最小喷动速度和最大床层压降两个角度,测试与分析喷动-流化床的装置性能;在热解气化实验中,探究了不同因素对热解合成气的组分、产气速率、产气量的影响。其次,利用ASPEN PLUS化工通用流程软件,搭建等离子体喷动-流化床热解生物质的流程模型,选取空气、氧气、水蒸气三种气化剂作为模拟对象,分别研究热解温度、当量比ER、气化剂温度三种因素对热解气体的组分、热值、气化效率、气体产率的影响情况,并得出三种气化情况的最佳操作条件。最后,本课题以燃气轮机M701F(50Hz)型作为燃气发电设备,建立燃气发电系统的模拟流程,分析三种气化情况中最佳操作条件下的发电输出功率;并利用能量分析和火用分析方法,以氧气气化为例,计算与比较气化系统和发电系统的能量值、火用值、能量效率、火用效率等参数,系统的火用效率普遍低于相对应的能量效率。研究发现,能量效率相比于传统热解技术,热等离子体喷动-流化床热解技术的气化火用效率较低,这是由于它是以牺牲外界能源来达到高温高焓热解环境的特点决定的;但燃气发电系统中以高热值、组分集中、少焦油的燃气作为发电原料,其发电火用效率较高,这正是该技术值得研究发展的优势所在。这部分的工作能为大规模发展生物质气化发电技术提供数据参考和理论基础,推动等离子喷动-流化床生物质气化发电的可行性研究工作。等离子体生物质气化技术在我国的研究已有一定的基础,但由于该技术产业化发展所需的成本较高,至今国内大规模发展的项目不多。本课题采用ASPEN PLUS软件对该技术进行基础数据的模拟分析,在一定程度上,为推动国内生物质在等离子体热解气化技术的发展和研究作贡献。