本工艺采用的是水蒸气作为气化剂，水蒸气与生物质的比值作为一个重要的参数，必须探明其变化引起产物组分变化的规律。实验中，用S／B来表示该参数，这也是行业内常用的表示方法，因为进入炉内的水蒸气和生物质的量是可计量的，所以它的意义也很明确：水蒸气与反应物的比例，但是由于本工艺的特殊性，实际水蒸气不但与生物质发生反应还与燃烧阶段未燃尽的炭发生气化反应，所以在模型中用S／C来表征气化阶段水蒸气与反应物的比例更合理，其中“C”表示燃烧阶段未燃尽的碳和生物质中的碳的量之和。

实验中保持气化炉的气化温度区间为1 000～1 050℃；气化阶段的加生物质量和燃烧阶段的加煤量之比，即B／C为4；燃烧阶段送入炉内的空气流量保持在68 m3／h。燃烧阶段的加煤量不变，调节气化阶段供水蒸气量，使S／B值在1.15～2.07进行实验，实验结果见表3.5和图3.11、图3.12和图3.13。

表3.5　气化炉不同S／B的实验结果

续表

从图3.11中可以看出，H2的体积分数随着S／B的增加由43.45%增加到了49.34%，CO组分有一定波动，在S／B＝1.36处突然减小，疑似实验误差，需要进一步进行理论分析，其他组分随S／B的变化幅度较小。

图3.11　S／B对所产气体组分的影响（T＝1 000～1 050℃，B／C＝4）

由图3.12可知，当S／B＝1.36时所产气体热值最低，同前文所述可能有实验误差，需要进一步进行理论分析。

图3.12　S／B对所产气体热值的影响（T＝1 000～1 050℃，B／C＝4）(www.daowen.com)

由图3.13可知，每千克生物质的产氢量由34.91 g增加到了61.67 g，每千克生物质的潜在的产氢量由78.44 g增加到了134.37 g。另外，随着S／B的升高，气体产率也是增加的。同样，生物质的量是在其干燥无灰基的状态下测量的。

图3.13　S／B对产氢率的影响（T＝1 000～1 050℃，B／C＝4）

表3.5为气化炉不同S／B的实验结果。

在热力学平衡模型中同样改变S／C，气体产物的变化规律如下：

图3.14为在T1＝800℃，B／C＝4的条件下，S／C变化对气体产物的影响。由图3.14可知，H2的产量随着S／C的增大而增大，CO2的产量随着S／C的增大而减小，CO的产量也随着S／C的增大而减小，H2 O的产量随着S／C的增大也增大，CH4的产量有一定增长，变化幅度较小。由R2水煤气反应可知水蒸气的增加有利于气化反应朝正反应方向进行，所以氢气含量是增加的。由R9水煤气变换反应可知，水蒸气的增加会促进反应朝正反应方向进行，所以会导致CO随S／C的增加而降低。

图3.14　不同S／C下的气体组分（T1＝800℃，B／C＝4）

由图3.7～图3.9可知，所产气体的单位热值、产气量和产气总热量都是随着S／C的增大而增大，这说明水蒸气的加入是提高气化性能的重要途径，所以在实际运行时尽量取较大的S／C值，但是需要注意的是S／C值不能过高，过多的水蒸气通入炉内会迅速降低炉温导致气化过程无法进行，根据实际运行经验，最高可以取S／C＝2。

由图3.10可知，气化炉的气化效率在气化温度800℃以下时，随着S／C的增加而增加。在气化温度高于800℃时随着S／C的增加，气化效率先增后降。当气化温度达到1 000℃时，气化效率最大值出现在S／C＝1.5。

上述分析可以发现，模拟得到的变化规律与实验结果的变化规律是一致的，进一步说明了模型的准确性。