Đề tài Tìm hiểu các quá trình nâng cấp sản phẩm nhiêt phân biomass thành nhiên liệu sử dụng nhiệt

MỞ ĐẦU Hiện nay nhu cầu sử dụng nhiên liệu của con người ngày càng tăng trong khi nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, nếu như với tốc độ phát triển như hiện nay thì nguồn nhiên liệu hóa thạch sẽ hết trong vài chục năm nữa. Nguồn nhiên liệu hóa thạch đó không tạo ra ngay được mà phải trải qua quá trình tích tụ hàng triệu năm. Như vậy cần phải tìm nguồn nhiên liệu thay thế nhiên liệu hóa thạch để phục vụ nhu cầu sử dụng của con người. Vì vậy, nhiên liệu hóa thạch cần phải được khai thác và sử dụng một cách hợp lý. Mặt khác việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch sinh ra các khí như CO2, SO2, NOx gây ra hiệu ứng nhà kính làm cho trái đất ngày càng nóng lên gây ra nhưng hệ quả nghiêm trọng về biến đổi khí hậu. Vì vậy việc tìm nguồn nhiên liệu mới thay thế nhiên liệu hóa thạch, có thể tái sinh và thân thiện môi trường ngày càng thu hút được sự quan tâm nghiên cứu. Nhiên liệu sinh học là nguồn nhiên liệu đầu hứa hẹn để thay thế nhiên liệu hóa thạch, có thể tái sinh và khi sử dụng không thải ra khí thải gây hiệu ứng nhà kính, mưa axit, là nguồn nhiên liệu thân thiện với môi trường. Cho đến nay nhiên liệu sinh học đã được nghiên cứu và ứng dụng trải qua 3 thế hệ: NLSH thế hệ thứ nhất: Sử dụng tinh bột thủy phân thành đường để lên men thành etanol. Quá trình sử dụng tinh bột nên gây ảnh hưởng tới nguồn lương thực của thế giới, gây mất an ninh lương thực. Nên có nhiều hạn chế trong việc sử dụng nguyên liệu này. NLSH thế hệ thứ 2: sử dụng các phụ phẩm, phế thải trong sản xuất, sinh hoạt có nguồn gốc hữu cơ. Ví dụ như rơm, rạ, mùn cưa, bã mía... Về cơ bản các nguồn nguyên liệu đó không có giá trị nhiều, việc sử dụng nguồn nguyên liệu đó không những không ảnh hưởng tới an ninh lương thực mà còn giảm tải được ô nhiễm môi trường vì hầu hết chúng được đốt bỏ ở các làng quê Việt Nam. NLSH thế hệ thứ 3: từ tảo (nước ngọt và nước biển), cây jatropha curcas (cây cộc rào hay cây dầu mè), cỏ switchgrass, cây halophyte, có ưu điểm vượt trội là dựa vào nguồn sinh khối phong phú của các loại cây không thuộc cây lương thực, có thể sinh trưởng hoang dại ở cả những nơi đất cằn cỗi với hàm lượng dầu cao. Tuy nhiên đó mới chỉ là nghiên cứu thăm dò ban đầu còn nhiều vấn đề khoa học và công nghệ liên quan đến canh tác, khai thác, chế biến các tài nguyên sinh khối này cần phải giải quyết trước khi nhiên liệu sinh học thế hệ ba xuất hiện trên thị trường. Những nước phát triển tỏng nhiều năm qua đã và đang thực hiện những chương trình rộng lớn về lĩnh vực phát triển các nguồn năng lượng tái tạo. Theo dự báo của cơ quan năng lượng thế giới đến năm 220 tỷ lệ các nguồn năng lượng tái tạo trong cân bằng năng lượng thế giới sẽ đat khoảng 20% trong đó tỷ lệ sinh khối là trên một phần ba. Việt Nam đã và đang thực hiện sản xuất nhiên liệu sinh học. Biểu hiện đó là trong những năm gần đây, Việt Nam đã có những ban hành luật pháp, hay hỗ trợ về nguồn vốn cho nhiều dự án sản xuất nhiên liệu sinh học. Như năm 2007, bộ tiêu chuẩn về xăng sinh học và dầu nhờn sinh học được ban hành. 10/2008 bộ công thương phê duyệt dự án trồng cây để phục vụ cho sản xuất nhiên liệu sinh học. năm 2007 và 2008 bộ tài chính đã ban hành hai thông tư về hỗ trợ ngân sách cho sản xuất xăng sinh học Việt Nam…Tiềm năng sinh khối của Việt Nam là khá lớn nhưng lại chưa có ý thức sử dụng các sinh khối bị bỏ đi, hầu hết là đốt bỏ (vỏ trấu, mùn cưa, rơm, rạ...) hay sử dụng kém hiệu quả (dùng rơm làm thức ăn chăn nuôi, phân bón). Ngoài việc làm mất đi một nguồn năng lượng đáng kể thì nó còn làm ô nhiễm môi trường. Nguồn phụ phẩm, phế thải nông nghiệp như rơm rạ…. đang được xử lý đốt bỏ là chủ yếu ở các vùng nông thôn, gây nên một lãng phí lớn, đồng thời còn gây ô nhiễm môi trường không đáng có. Nên Việt Nam hiện đang có nhiều đề tài đã và đang nghiên cứu nhiên liệu sinh học từ nguồn nguyên liệu thế hệ thứ hai này. Tìm hiểu các thực trạng trên, nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài này nhằm đóng góp một cách tổng quan về các phương pháp nâng cấp sản phẩm nhiệt phân biomass thành nhiên liệu (xăng sinh học và diesel sinh học...) góp phần định hướng lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. * Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:Tìm hiểu các quá trình nâng cấp sản phẩm nhiêt phân biomass thành nhiên liệu sử dụng nhiệt. * Nội dung nghiên cứu: - Tìm hiểu quá trình chuyển biomass - Tìm hiểu các phương pháp nâng cấp sản phẩm nhiêt phân biomass thành nhiên liệu. - Đánh giá một số khó khăn và thuận lợi đối với sản xuất nhiên liệu sinh học từ những nguồn nguyên liệu trên. CHƯƠNG 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA BIOMASS THÀNH NHIÊN LIỆU Nguyên liệu biomass thường được chuyển hóa bằng phương pháp sinh hóa và phương pháp nhiệt hóa. Phương pháp sinh hóa (lên men) Phương pháp này chuyển đổi biomass như cellulose, hemixeluloza hay lingin (chất gỗ) sang ethanol nhờ tác dụng của xúc tác enzim. Phương pháp này rất có lợi về phương diện giảm khí nhà kính. Ưu điểm quan trọng nữa là kỹ thuật dễ dàng và có tính kinh tế cao cho phép áp dụng ở qui mô công nghiệp nhưng nhược điểm là khó tạo ra và nuôi sống chủng enzym thích hợp. Khi thủy phân biomass, xenlulo và hemixenlulo có thể bị thủy phân tương đối hoàn toàn nhưng lignin gần như không bị thủy phân. Nếu có thì phải đòi hỏi công nghệ phức tạp và điều kiện thủy phân khắc nghiệt nên ta không tìm hiểu trong đề tài này. Phương pháp nhiệt hoá Dưới tác dụng nhiệt, có ba phương pháp để biến dổi các phân tử gỗ thành nhiên liệu : sự đốt cháy, sự khí hoá, và sự nhiệt phân. Phương pháp đốt cháy trực tiếp chỉ sinh ra nhiệt, không sinh ra sản phẩm hữu cơ nên không có giá trị về mặt nhiên liệu đồng thời hiệu quả nhiệt thấp, gây ô nhiễm môi trường. Để tạo ra nhiên liệu sinh học, người ta sử dụng phương pháp khí hoá hay phương pháp nhiệt phân để tạo ra các sản phẩm trung gian như bio-oil, khí. 1.2.1. Phương pháp khí hóa biomass Khí hóa là quá trình oxy hóa không hoàn toàn biomass ở nhiệt độ cao (có thể lên đến 1.300OC) có sự điều chỉnh lượng khí oxy cho phù hợp. Sản phẩm của quá trình này chủ yếu là khí tổng hợp, nhưng thiết bị phức tạp. Mục đích của phương pháp khí hóa: Phương pháp khí hóa để sản xuất khí tổng hợp là nguyên liệu cho nhiều quá trình tổng hợp, hoặc dùng trong việc làm khí đốt, nâng cao hiệu suất đốt cháy của nguồn biomass. Các công nghệ khí hóa hiện nay: * Nguyên lý chung về các kiểu công nghệ khí hóa -Khi sản xuất khí, người ta phải cân nhắc hai yếu tố: + Thể loại và chất lượng biomass sử dụng làm nguyên liệu khí hóa. +Mục tiêu sử dụng các sản phẩm khí thu được. Mỗi loại biomass có kích thước khác nhau có thể sử dụng làm nguyên liệu cho nhiều phương pháp khí hóa khác nhau. Tùy thuộc kích cỡ của biomass đưa vào lò khí hóa mà có thể áp dụng một trong ba kiểu công nghệ khí hóa phổ biến hiện nay là: khí hóa tầng cố định; khí hóa tầng sôi và khí hóa dòng cuốn. - Loại to, đường kính 10 - 100mm: thích hợp kiểu công nghệ khí hóa tầng cố định. - Loại nhỏ, đường kính 0 - 10mm: thích hợp công nghệ khí hóa tầng sôi. - Loại cám, đường kính 0 - 2mm: thích hợp công nghệ khí hóa dòng cuốn. Cả ba công nghệ khí hóa nói trên đều có thể cho ra các sản phẩm khí, đó là:CO, CO2, H2, H2O và có thể có hydrocacbon như C1, C2, C3, C4. Mỗi phương pháp khí hóa nhất định cũng có thể khí hóa được nhiều loại biomass khác nhau. ví dụ phương pháp khí hóa tầng cố định có thể dùng các loại nhiên liệu khác nhau như than gỗ, rơm, rạ... than nâu, than antraxit, v.v... Dưới đây là các kiểu công nghệ khí hóa: b.1) Khí hóa tầng cố định  (đường kính biomass 10 - 100 mm) Công nghệ khí hóa tầng cố định lại có 3 phương pháp khí hóa là khí hóa thuận, khí hóa nghịch, khí hóa kết hợp cả thuận và nghịch. b.1.1) Quá trình khí hóa thuận: - Theo phương pháp này thì biomass được nạp vào từ trên đỉnh lò xuống phía dưới, gió  (hơi nước, không khí ) đi vào lò từ đáy lò còn sản phẩm khí đi ra ở cửa lò phía trên. Như vậy gió và biomass đi ngược chiều nhau. - Phân chia chiều cao lò thành từng vùng phản ứng, vùng nọ kế tiếp vùng kia. Dưới cùng là vùng xỉ, tiếp đó là vùng cháy, vùng khử  (vùng tạo ra sản phẩm khí hóa), vùng bán cốc, vùng sấy than và trên đó là tầng không đỉnh lò. - Do có sự phân bố các vùng phản ứng như vậy nên nếu đi từ dưới lên thì vùng cháy có nhiệt độ cao nhất, tiếp đó là vùng khử có nhiệt độ thấp hơn do có các phản ứng thu nhiệt, vùng bán cốc có nhiệt độ thấp hơn nữa và tiếp đó là vùng sấy có nhiệt độ càng thấp hơn nữa do phải tiêu tốn nhiệt vào quá trình bốc hơi nước. Có thể tóm tắt nhiệt độ các vùng như sau: to vùng cháy > to vùng khử > to vùng bán cốc > to vùng sấy Như vậy nhiệt lượng vùng cháy đã phân phối cho các vùng khác để thực hiện quá trình khí hóa. Sự truyền nhiệt từ vùng nhiệt độ cao đến vùng nhiệt độ thấp chủ yếu bằng con đường đối lưu, còn bằng các con đường khác  (như bức xạ và dẫn nhiệt) thì ít quan trọng hơn. Khi đi từ trên xuống dưới, trọng lượng và kích thước hạt nguyên liệu giảm dần vì nguyên liệu đã tham gia vào các phản ứng phân huỷ nhiệt  (bán cốc), phản ứng khử, phản ứng cháy. Hàm lượng cacbon còn lại trong xỉ còn lại tương đối ít. Tại vùng xỉ, hàm lượng tác nhân  O2 và H2O lại cao do gió vào từ đáy lò và chuyển động ngược chiều với than. Khi xem xét quá trình khí hóa theo chiều cao lò, ta thấy: Gió bắt đầu đi từ ghi lò  (đáy lò đồng thời là vùng xỉ lò), tiếp theo vùng cháy, vùng khử... và cuối cùng là đến tầng không đỉnh lò. + Vùng xỉ: Vùng này chủ yếu là chứa xỉ để chuẩn bị đưa ra khỏi lò, nhiệt độ ở đây tương đối thấp, tuy nhiên oxy cũng có phản ứng với phần than còn lại trong xỉ còn nóng nên hàm lượng oxy giảm đi chút ít. Ở vùng này chủ yếu không khí được gia nhiệt để đi tiếp vào vùng cháy. + Vùng cháy: Trong vùng cháy xảy ra phản ứng C + O2 => CO + CO2; CO vừa tạo ra lại phản ứng tiếp với oxy tự do của gió để tạo ra  CO2 (2CO + O2 => 2CO2). Trong vùng này nhiệt toả ra mạnh, lượng nhiệt này dùng để cung cấp cho các phản ứng trong vùng khử và các vùng khác. + Vùng khử: Trong vùng này  CO2 và hơi nước đi từ vùng cháy vào có thể gây ra các phản ứng sau:                             C  +  CO2  =  2CO  - Q1                             C  +  H2O  =  CO  +  H2  -  Q2                             C  +  2H2O  =  CO2  +  2H2  -  Q3 Đây là 3 phản ứng quan trọng nhất ở vùng khử vì chính 3 phản ứng này tạo ra các khí có thể hoặc dùng làm khí đốt hoặc dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hóa học  (CO và H2) trong sản xuất phân đạm và các hóa chất khác... + Vùng bán cốc (nhiệt phân): Khí ra khỏi vùng khử có nhiệt độ thấp hơn vùng khử do nhiệt phải cấp cho các phản ứng khử. Nhiệt của khí  (nhiệt độ khoảng 500 - 700oC) được cung cấp cho nguyên liệu ở vùng bán cốc. Do nhiệt độ của vùng bán cốc thuận lợi cho phản ứng nhiệt phân nên sản phẩm sinh ra còn có cả hydrocacbon, sản phẩm này thuận lợi cho làm nhiên liệu chứ không thuận lợi cho tổng hợp tiếp. b.1.2) Quá trình khí hóa nghịch: Quá trình khí hóa nghịch được tiến hành trong các lò khí hóa, ở đó than đổ từ trên đỉnh lò xuống dưới, gió cũng đi từ phía trên của lò và đi cùng chiều với than xuống phía dưới. Sản phẩm khí của quá trình khí hóa thoát ra ở phía đáy lò  Do khí hóa thực hiện trong các điều kiện như vậy nên chúng có các đặc điểm sau: - Phân bố lại các khu vực trong lò ngược với quá trình khí hóa thuận  (như phần trên đã trình bày): Theo đường gió vào, từ trên xuống dưới bao gồm các vùng sau: Vùng sấy khô  =>Vùng bán cốc  => Vùng cháy => Vùng khử => Vùng tro, xỉ. - Ở vùng bán cốc biomass bị nhiệt phân, sau đó cháy ngay và đi tiếp vào vùng khử. Sản phẩm của quá trình nhiệt phân ở vùng bán cốc không thoát ra ngoài mà tiếp tục đi qua vùng cháy, vùng khử và vùng tro xỉ rồi mới thoát ra ngoài cùng với khí tổng hợp. - Hình thức trao đổi nhiệt trong lò khí hóa nghịch: Trong lò khí hóa nghịch, vùng có nhiệt độ cao nhất là vùng cháy, nó có xu hướng trao đổi nhiệt với các khu vực xung quanh. Nhiệt truyền cho vùng khử chủ yếu do quá trình đối lưu, còn nhiệt truyền lên phía trên  (vùng cốc hóa) chủ yếu là do bức xạ và dẫn nhiệt. - Ảnh hưởng của quá trình bán cốc (nhiệt phân biomass) đối với quá trình khí hóa nghịch: Trong lò khí hóa nghịch, sản phẩm của quá trình nhiệt phân  (bán cốc) thoát ra phải đi qua khu vực cháy, ở đó có dư oxy và nhiệt độ cao nên đại bộ phận khí và chất lỏng nhiệt phân bị cháy và bị phân hủy tiếp, nên sản phẩm của quá trình khí hóa nghịch chủ yếu chỉ có CO, H2, H2O, và một lượng nhỏ các loại nhựa, hydrocacbon... Hàm lượng nhựa trong quá trình khí hóa nghịch là thấp, không quá 0,3 - 0,5 g/m3, trong khi khí sản xuất theo quá trình khí hóa thuận có hàm lượng nhựa cao, đến 30 -40 g/m3. Sản phẩm khí từ quá trình khí hóa nghịch có chất lượng tốt hơn từ quá trình khí hóa thuận nên khí đó có thể dùng để chạy các động cơ đốt trong hoặc chế biến hóa học. b.1.3) Quá trình khí hóa liên hợp Quá trình khí hóa liên hợp là quá trình kết hợp phương pháp khí hóa thuận và phương pháp khí hóa nghịch trên cùng một thiết bị. Biomass đi từ đỉnh lò xuống, gió cũng đi từ trên xuống cùng chiều với biomass tạo điều kiện cho quá trình khí hóa nghịch. Trong quá trình này biomass đi qua vùng sấy 1, vùng bán cốc 2, vùng cháy 3, vùng khử 4  (đây là vùng tạo sản phẩm khí), sau đó sản phẩm khí ra ngoài theo ống II. đồng thời gió cũng đưa vào theo hướng từ dưới lên, đi qua vùng xỉ 7, đến vùng cháy 6 và vùng khử 5. Ở đây sản phẩm khí được tạo thành và cũng đi ra ở cửa II cùng với sản phẩm khí của quá trình khí hóa nghịch. Khí vào Vùng sấy 1 biomass Vùng bán cốc 2 Vùng cháy 3 Khí ra (cửa II) Vùng khử 4 Vùng khử 5 Khí vào Vùng cháy 6 Vùng xỉ 7 Hình 1. Sơ đồ lò khí hóa liên hợp Ưu nhược điểm của phương pháp khí hóa liên hợp: Quá trình khí hóa nghịch có ưu điểm là trong sản phẩm có hàm lượng nhựa rất bé, nhưng khuyết điểm là có một phần than chưa tham gia hoàn toàn vào các phản ứng khí hóa đã bị thải đi.. Quá trình khí hóa liên hợp khắc phục được nhược điểm của cả hai quá trình khí hóa. Song khó khăn lớn nhất của phương pháp liên hợp này là nếu vận tốc gió đưa từ dưới lên quá lớn chúng sẽ có khả năng thừa oxy, thoát lên trên gây cháy các sản phẩm khí CO, H2. Nếu vận tốc gió quá bé, lượng cacbon còn lại trong tro xỉ lại tăng lên. Nên cần phải có tính toán vận tốc gió cho thích hợp. b.1.4) Ưu nhược điểm của các quá trình khí hóa tầng cố định Ưu điểm - Nhờ sắp xếp các vùng phản ứng trong lò, vùng nọ kế tiếp vùng kia, nên nhiệt độ trong lò giảm dần từ dưới lên trên, biomass càng đi xuống dưới càng nóng. - Phương pháp khí hóa tầng cố định, nhất là phương pháp khí hóa nghịch hoặc liên hợp, có ưu điểm là có thể sử dụng được tất cả các loại nhiên liệu ban đầu khác nhau  (về độ ẩm và độ tro) mà không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng khí tổng hợp. biomass đi từ vùng sấy qua vùng bán cốc nên hơi ẩm và chất bốc đã thoát hết, do vậy khi đến vùng khử và vùng cháy biomass vẫn giữ được nhiệt độ cần thiết cho các phản ứng khử và phản ứng cháy, vì thế chất lượng khí sản phẩm ở đây vẫn tốt. - Chính vì vậy phương pháp này cho phép khí hóa được tất cả các loại củi gỗ,  (có độ ẩm đến 30%) và than, từ than non đến than già, kể cả loại đá dầu có hàm lượng tro cao  (đến khoảng 50% tro). -Phương pháp khí hóa tầng cố định kiểu thuận cho phép sản xuất khí tổng hợp có chứa nhiều hydrocacbon, vì vậy khí sản phẩm có nhiệt cháy cao, rất có lợi khi dùng vào mục đích làm khí đốt. Nhược điểm -Phương pháp không dùng được đối với các loại biomass có kích thước <10mm. Nên cần phải lắp đặt thêm hệ thống cyclon sau lò khí hóa để lọc bụi, đồng thời lắp đặt thêm lò khí hóa kiểu tầng sôi hoặc dòng cuốn để nâng cao hiệu suất chuyển hóa đồng thời giảm lượng bụi thải ra ngoài. - Khi thành phần biomass có đường kính <10mm sẽ làm cho quá trình khí hóa bị hạn chế vì không khí khó lưu thông. - Nhiệt độ của khí hóa nằm ở nhiệt độ nhiệt phân nên có ngoài khí hóa còn có cả hiện tượng nhiệt phân nên sẽ sinh tạp chất hydrocacbon C1, C2, C3, C4 là thành phần nhẹ ( đối với khí hóa tầng cố định dạng thuận). - Bụi của lò khí hóa tầng cố định có chứa nhiều thành phần cacbon, cần phải tăng cường sử dụng. Hay với việc khí hóa biomass có kích thước nhỏ (từ 0-10mm), Với kích thước này thì lò khí hóa kiểu tầng cố định không thể khí hóa được nó vì: nếu ta đưa các dạng char ( từ lò khí hóa tầng cố đinh) hay các nguồn biomass cỡ nhỏ vào thì làm trở lực của lớp biomass khá lớn. Vì vậy nếu khí hóa thì cần phải dùng tốc độ gió lớn, nhưng tăng tốc độ gió thì không tránh khỏi hiện tượng các hạt sôi lên. Các hạt nhỏ bay lơ lững hay bay ra ngoài trước khi khí hóa nên không giữ nguyên chế độ hoạt đông,làm quá trình không hiệu quả. Công nghệ cải tiến hơn khắc phục được nhược điểm của khí hóa tầng cố định là lò khí hóa dạng tầng sôi hay dòng cuốn. b.2) Khí hóa tầng sôi ( đường kính từ 0-10mm) b.2.1) Mô tả công nghệ khí hóa tầng sôi Mô tả quá trình: Nếu tốc độ gió còn nhỏ thì than trong lò khí hóa còn ở dạng lèn chặt. Nhưng nếu tăng dần tốc độ gió lên thì than đang ở trạng thái lèn chặt dần dần biến thành trạng thái chuyển động và khi tốc độ gió đạt tới một giá trị nhất định thì than sẽ ở trạng thái "sôi"  (hiện tượng sôi của các hạt rắn trong dòng khí). Tốc độ gió  (Wgió) lúc bấy giờ gọi là tốc độ sôi  (Wsôi). Vì vậy khi Wgió = Wsôi thì phương pháp khí hóa gọi là khí hóa tầng sôi. Cách tính tốc độ gió: Tiếp tục tăng vận tốc gió tới giới hạn nhất định sẽ đạt được trạng thái cân bằng giữa lực đẩy của gió và trọng lực của than. Tốc độ gió lúc đó được gọi là tốc độ tới hạn, được xác định theo công thức:                                                  4g . γT . d                   Wtới hạn         =     -------------------      m/giây                                                  3 . C . γkhí γT :          Trọng lượng riêng của biomass γkhí :         Trọng lượng riêng của khí d :           Kích thước hạt C :          Hệ số phụ thuộc vào hình dạng của hạt t và phụ thuộc vào Re Nếu Wgió > Wtới hạn  thì hạt sẽ bay ra ngoài lò theo khí. Vì vậy Wgió không cho phép vượt quá Wtới hạn. Như vậy hạt có kích thước d lớn thì Wtới hạn  cũng càng lớn nên càng tốn công để đạt Wgió =Wtớihạn nên người ta thường khí hóa ở kích thước từ 0,5 đến 3mm. b.2.2) Ưu điểm của khí hóa tầng sôi - Nguyên liệu liệu liên tục chuyển vào lò khí hóa. - Nguyên liệu được đảo trộn trong lớp sôi nên quá trình truyền nhiệt rất cao, điều đó làm cho sự phân bố nhiệt độ đồng đều theo chiều cao lò. - Cấu tạo lò đơn giản, vốn đầu tư thấp. - Khi thổi gió vào lò, các hạt lớn sẽ tập trung ở đáy lò. Các hạt nhỏ ở phía trên và dễ dàng bay ra ngoài lò theo gió. Để làm giảm lượng bụi bay theo gió ra ngoài người ta đưa thêm gió bậc 2 ở khoảng giữa lò để tăng cường quá trình khí hóa. Nhưng gió bậc 1 thổi từ dưới đáy lò lên vẫn là chủ yếu . - Khi khí hóa tầng sôi, nhiên liệu và gió đi cùng một hướng từ dưới đáy lò, như vậy nguyên liệu được tiếp xúc ngay với vùng có nhiệt độ cao. Quá trình sấy, bán cốc cùng xảy ra trong vùng này. Lượng chất hydrocacbon C1, C2, C3, C4 sinh ra gặp oxy trong gió sẽ cháy hết thành CO2 và H2O. Vì vậy khí sản phẩm ra khỏi đỉnh lò không có các sản phẩm lỏng, không có các loại hyđrocacbon nên khí ra sạch, dùng cho tổng hợp hóa học rất thuận lợi. - Vì khí hóa tầng sôi nên các hạt biomass luôn chuyển động và trong lò không có ranh giới rõ rệt giữa các vùng phản ứng  (như vùng cháy, vùng khử, vùng nhiệt phân... trong khí hóa tầng cố định) và nhiệt độ trung bình của lò giảm xuống. Vì đặc điểm này nên nhiệt độ của lò trong phương pháp khí hóa tầng sôi chỉ đạt từ 900 đến  1000oC. b.2.3) Nhược điểm của khí hóa tầng sôi - Để nâng cao nhiệt độ lò, có thể dùng thêm oxy và hơi nước vào gió, tuy thế cũng không thể nâng nhiệt độ phản ứng cao quá 1150oC, nhiệt độ có thể làm chảy xỉ. Do đó một số loại char sẽ không được khí hóa hoàn toàn. - Một số char có tính chảy dẻo, nên ở nhiệt độ cao, chúng chảy ra, bết lại, tạo thành cục to, nó không những không ở dang sôi mà còn cản trở quá trình khí hóa. - Có một số hạt biomass dưới tác dụng chuyển động xoáy của tác nhân khí đưa vào chưa kịp phản ứng và bị cuốn theo gió ra ngoài lò, làm mất mát cacbon the