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熱化學(xué)法加工生物質(zhì)已有很久的歷史。古埃及人曾用木蒸餾技術(shù)得到焦油和焦木酸，用于防腐。后來很長一段時期中，木柴的熱解用于生產(chǎn)木炭，它具有能量密度高、發(fā)煙少等特點(diǎn)，曾是理想的燃料，后來才被價格低廉的煤炭取代。直到20世紀(jì)初，木蒸餾技術(shù)還大量用于生產(chǎn)可溶性焦油、瀝青和雜酚油等有機(jī)化工原料，只是在石油化工興起之后才衰落了。

    由于化石燃料的枯竭和生態(tài)平衡的要求，近年來國際上又重新重視用熱化學(xué)方法把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量燃料，各方面的研究發(fā)展十分迅速。與生物技術(shù)比較.它有高效率低成本和易于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。過去的木蒸餾技術(shù)主要生產(chǎn)木炭，是在750～1350K的溫度下進(jìn)行的。現(xiàn)在的生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法始于1927年，包含三步:第一，于燥以去除水分;第二，在無氧化劑存在的情況下加熱到300一500℃，使生物質(zhì)熱解成碳?xì)浠衔锔患臍鈶B(tài)混合物，油狀液體和焦炭;第，這些產(chǎn)物再與適量的氧化劑(氧氣，空氣或水蒸氣)反應(yīng)，在一定壓力下，轉(zhuǎn)化成主要由CO和H2組成的氣體。去除雜質(zhì)(主要是甲烷等碳?xì)浠衔铮褂秃皖w粒狀物質(zhì))后，分離它們就得兩種氣體燃料。然后由下述兩種方法作進(jìn)一步處理。

    一是合成法，即調(diào)解(一般是加氫)這兩種氣體的比例，使其最適合合成特定物質(zhì)〔例如合成甲醇需要CO:H2=1:2)，再通過催化合成就得液體燃料(甲醇、乙醇、醚，甚重油〕以甲醇為例，每噸木材用此法可產(chǎn)出100加侖甲醇，成本預(yù)計可達(dá)$0.50，加侖($0.13/L)，大大低于目前的市場價:$ 1.30一1.80加侖($0.34～0.48/L)。因此它不僅滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，還有極大的商業(yè)利潤，很可能被廣泛使用。

    二是燃料電池法，即通過電化學(xué)的方式直接把這些氣體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。近幾年來，中國科技大學(xué)固體化學(xué)與無機(jī)膜研究所研制出了高性能的中溫下操作的新型陶瓷膜燃料電池(簡稱為IT-CMFC)，它可以直接把生物質(zhì)氣化產(chǎn)物〔氫、CO和CH4等)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化率可高達(dá)60 %。它不僅可以開發(fā)成固定及分散式電站，還可以開發(fā)成用于車輛的移動電力源。

    此外，生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化還有快速熱解和催化裂化法，即嚴(yán)格控制加熱速率和反應(yīng)溫度，使生物質(zhì)在催化劑作用下(也可不用催化劑)裂解成小分子化合物，它們再聚合成油類化合物，冷凝后即為生物質(zhì)原油(biocrude)，可直接用它作燃油，也可以進(jìn)一步精煉出更好的液體燃料或化工產(chǎn)品。

    熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程可分為氣化、熱解和直接液化。后兩個過程有時易混淆，這里可以做一個簡單的對比。兩者均為把原材料轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品的熱化學(xué)過程。對液化而言，原材料大分子在合適催化劑的作用下分解成小分子化合物。同時由于這些小分子是不穩(wěn)定和具有反應(yīng)活性的，它們可重聚合成具有合適分子量的油類化合物。而熱解時，通常不需要催化劑，輕分解的組分可以通過氣相中的均勻反應(yīng)轉(zhuǎn)化成油類化合物。