Theo dự báo của Tổ chức năng lượng thế giới IEO từ năm 1999 đến năm 2020 nhu cầu năng lượng của thế giới sẽ tăng khoảng 60% [2]. Trong đó nguồn năng lượng chính vẫn là năng lượng hóa thạch. Trữ lượng nguồn năng lượng này ngày cảng giảm, gây nên mất an ninh năng lượng trên toàn cầu. Đặc biệt, khi sử dụng nguồn năng lượng hóa thạch thải ra môi trường các khí SO₂, CO₂, NO_x gây hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi trường và tác động xấu đến đời sống và sức khỏe con người. Vì vậy, con người đang tập trung nghiên cứu, khai thác, ứng dụng các nguồn năng lượng mới như năng lượng gió, năng lượng hydro, năng lượng nước, năng lượng đại dương, năng lượng địa nhiệt, năng lượng mặt trời, năng lượng sinh khối. Các nguồn năng lượng trên được coi là năng lượng sạch,có thể tái tạo được và chúng không gây ô nhiễm môi trường. Trong các nguồn năng lượng đó, nguồn năng lượng sinh khối đóng vai trò quan trọng để sản xuất các loại nhiên liệu.

Hiện nay, trên thế giới nguồn năng lượng sinh khối chiếm khoảng 63% tổng số năng lượng tái tạo, chiếm (14-15)%  tổng các nguồn năng lượng [1]. Ước tính đến năm 2050, sinh khối dùng làm nhiên liệu sẽ đáp ứng khoảng 38% lượng nhiên liệu toàn cầu và 17% lượng điện sử dụng trên thế giới [3]. Ở các nước đang phát triển năng lượng sinh khối đóng góp khoảng 35% tổng nhu cầu năng lượng. Vì vậy năng lượng sinh khối (biomass) giữ một vai trò quan trọng trong chiến lược nghiên cứu ứng dụng năng lượng tái tạo của nhiều tổ chức quốc tế và có khả năng sẽ giữ vai trò sống còn trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng của thế giới trong tương lai.

Việt Nam là nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới, hằng năm thải ra môi trường khoảng 55 triệu tấn rơm rạ. Một phần trong số ít được sử dụng để sản xuất phân sinh học và làm thức ăn cho trâu bò, đa số là được đốt thải bỏ ra ngoài môi trường, gây ô nhiễm môi trường và lãng phí năng lượng.

Có 3 phương pháp để sử dụng hữu ích nguồn năng lượng từ biomass: nhiệt hóa, sinh hóa và hóa học. Quá trình nhiệt hóa gồm quá trình đốt cháy tạo năng lượng nhiệt, khí hóa tạo khí tổng hợp, nhiệt phân tạo khí, rắn, lỏng (dầu sinh học). Quá trình sinh hóa tạo biogas, bio-ethanol. Quá trình hóa học tạo Biodiesel. Trong 3 phương pháp này phương pháp nhiệt phân tạo ra khí, rắn, lỏng. Nhiên liệu khí bao gồm các khí:H₂, CO, CO₂, CH₄, H₂, C₂H₄, C₂H₂, các khí này được sử dụng cung cấp nhiệt để sấy biomass. Chất rắn là than được sử dụng làm than hoạt tính phục vụ công nghiệp, đời sống hoặc cung cấp nhiệt cho quá trình nhiệt phân. Nhiên liệu lỏng là dầu sinh học rất thuận tiện cho vấn đề bảo quản và vận chuyển, nó được sử dụng nhiều trong ngành giao thông vận tải, cung cấp nhiệt, sản xuất điện...

Việc nghiên cứu ứng dụng các nguồn năng lượng từ biomass đã và đang được triển khai trên thế giới và ở Việt Nam. Hiện tại, các loại biomass như trấu, mùn cưa đang được sử dụng để đốt cung cấp nhiệt cho các lò hơi; còn các loại biomass như bã mía, rơm rạ vẫn chưa được sử dụng hiệu quả, đa phần là chất thải ra ngoài môi trường. Một trong các hướng nghiên cứu để tận dụng nguồn năng lượng này là thực hiện quá trình nhiệt phân bã mía, rơm rạ để tạo nhiên liệu sinh học. Tuy nhiên, quá trình nhiệt phân biomass là quá trình phức tạp, sản phẩm của nó phụ thuộc  vào các yếu tố như: loại nhiên liệu, kích cỡ nhiên liệu, tốc độ gia nhiệt, hình dạng nhiên liệu, kết cấu lò phản ứng, .... Vì vậy, các kết quả nghiên cứu nhiệt phân biomass đa phần chỉ được ứng dụng cho từng loại biomass và điều kiện nghiên cứu.

Hiện nay, trên thế giới các nhà khoa học đã công bố một số kết quả nghiên cứu cho một số loại biomass mà họ trực tiếp nghiên cứu. Các loại biomass này phổ biến tại các nước sở tại. Ở Việt Nam, chỉ mới có một vài kết quả nghiên cứu ban đầu về khả năng tạo  nhiên liệu sinh học từ quá trình nhiệt phân biomass đã được công bố.

          Do vậy, việc nghiên cứu một cách cơ bản quá trình nhiệt phân biomass để tạo cơ sở cho việc ứng dụng nguồn năng lượng từ biomass tại Việt Nam là nhu cấp cấp thiết. Nên việc chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị nhiệt phân biomass sản xuất nhiên liệu sinh học” có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Mô hình thiết bị