1975年,德国鲁奇(Lurgi)公司在鼓泡床燃烧炉的燃烧装置中引入炉外分离装置构建循环流化床燃烧锅炉,使燃烧效率大大提高。1979年,芬兰制作了第一台20吨/小时商业化的循环流化床锅炉。1983年,鲁奇公司通过改造1.7兆瓦循环流化床燃烧装置,并以木材、树皮、硬煤等为原料进行了气化试验。20世纪80年代末,中国开始研究生物质循环流化床气化技术;1990年,中国科学院广州能源研究所开发了以木屑及沙光粉尘为原料的循环流化床气化炉;2005年,中国在江苏兴化建成了5兆瓦循环流化床生物质气化联合循环发电系统装置。
循环流化床气化炉的工作原理:运行时的流化速度远大于临界流化速度,固体颗粒带出后再循环回床内(见图)。在流化床的气体出口处设有气固分离器,产出气中含有大量的固体颗粒,经过旋风分离器或滤袋分离后,将这些固体颗粒返回流化床再重新进行气化反应,以提高碳的转化率。循环流化床气化炉的反应温度一般控制在700~900℃。
循环流化床气化炉适用于较小的生物质颗粒,大部分应用场合不需外加热载体。循环流化床气化炉气化强度高,适合大型生物质气化系统;但存在燃气中焦油和固体颗粒含量偏高、碳回流较难控制问题。