作者：化工系 張振昌老師

     於工業革命之後，大量的化石能源被人類使用，不僅能源資源不足而也造成環境的破壞。於是生質能源技術便開始受到重視與發展並逐漸取代石化能源，氣化技術(Gasification)便是其中一種技術，其原理是將固體或液體等含有碳氫化合物的物質或廢棄物，與空氣、氧氣、或蒸氣作為媒介(gasifying agents)發生反應，所產生合成氣(Syngas)的製程。而合成氣組成依照不同的反應技術而有不同的產物。其中氣化反應中主要的氣相組成為H2(氫氣)、CO(一氧化碳)、N2(氮氣)、CH4(甲烷)、CO2(二氧化碳)，若進料中含有鉀、鈉、和其他鹼金屬物質，這些物質對反應器通常都會造成腐蝕的影響，所以氣化技術中的設備成本需考慮到反應器的耐溫耐壓及腐蝕問題，目前全世界最積極發展生質物與廢棄物氣化技術是在歐洲，在1999-2008年間歐洲生質物廢棄物氣化系統數量將占全球42%。

    氣化技術為能源轉換之重要技術之一，主要是將含碳之原料包括生質廢棄物經由氣化之過程，以產生H2(氫氣)、CO(一氧化碳)等燃氣。在歐洲約在百年前便已發展將煤炭氣化成化工原料或燃料之化工製程。與其他再生能源技術相較之下由於氣化技術所使用的燃料較為多元、爐體構造較為簡單、汙染物排放量較少，且可產生其他化工副產物等優點特性。

     氣化反應後的合成氣不僅可用來產生熱與電來供給充足的能源外，也可進一步的製程各種化學品與燃料。生質熱化學包括Gasification(氣化)、Pyrolysis(熱裂解)、Combustion(燃燒) ,其在不同的條件變因下(溫度、壓力、升溫速率、觸媒…)其所得到的產物、結果也各有不同的發展。

                  圖1：不同升溫條件下的產物(IEA Biomass Pyrolysis)

                                 圖2: 氣化技術產物流程圖(Huber 2006)    

    氣化技術在傳統化工領域上用於石化業以有相當深厚的理論基礎，然而近幾年原料進料採用生質廢棄物，不僅可以有效的替代石化能源，更能夠使農業、工業廢棄物有效的減少。但其生質廢棄物中不只含有碳(C)、氫(H)、氧(O)元素，更含有些硫化物及金屬化合物，所以國內外研究單位更在近幾年來研究使用觸媒來減少生質廢棄物於氣化反應中因含有硫化物等所造成的副產物，以及提高氫氣的產率。

延伸閱讀：化工技術第十六卷第一期：綠色科技.環境永續專欄