随着能源危机的日益加剧,导致我国农村燃用煤炭、天然气等费用不断攀升,直接影响农民的生活用能成本。本文针对广大农村地区大量的生物质材料,包括农作物秸秆、林业废弃物等,在农村传统炉灶的基础上设计出适合生物质燃烧的高效半气化炉,以解决大部分农村人口的炊事用能,并可以解决大量农林废弃物的无序堆积和焚烧所引发的环境问题。本课题的主要研究内容以及所取得的相关成果如下：1)生物质与煤的燃料特性相差较大。由于生物质中含氧比例较高,导致生物质燃料热值偏低。从生物质的燃烧过程来看,生物质主要分为预热干燥、热解挥发分、挥发分的燃烧以及固定碳的燃烧四个阶段。促进生物质的半气化过程有利于提高燃料的燃烧效率,生物质热解气化过程与燃料的尺寸、加热速率、温度、气相滞留时间等有很大关系。2)在传统炉灶的基础上,根据工业炉的设计原则设计生物质半气化炉。通过对生物质燃烧的相关计算,确定生物质半气化炉的主要设计参数,绘制图纸,进行了炉具的生产制造。3)根据GB4363-84——《民用柴炉、柴灶热性能测试方法》的方法,对生物质半气化炉进行热性能指标测试。通过试验表明,所设计的炉体能达到36.53%的热效率,具有比较好的效果和推广应用价值。同时经过试验研究确定了一次进风、二次进风、添柴量和烟囱高度对热性能指标的影响。在正交试验的基础上,考虑了各个因素间的交互作用对热性能指标的影响水平,结果表明,只有一次进风和添柴量间的交互作用对热性能指标影响显著,其他组合效果不明显。4)采用ANSYS CFX软件对生物质半气化炉的气流场进行了模拟,对比研究了不同烟囱高度、炉膛结构和二次进风系统对气流场的影响,为进一步改进生物质半气化炉的燃烧热效率提供了参考信息。5)对生物质半气化炉的研究做了相关建议,并就提高炉具热效率提出了建议和展望。通过研究表明,生物质半气化炉对生物质原料有较广的适应性,且总体综合热效率较高,具有较好的应用价值。目前我国生物质半气化炉的研究相对较少,具有很大的理论和应用研究空间。