生物質(zhì)燃料與化石燃料相比存在明顯的差異,從而導致了生物質(zhì)燃料在燃燒過(guò)程紅的燃燒機理、反應速度以及燃燒產(chǎn)物的成分與化石燃料相比也存在較大差異,表現出不同與化石燃料的燃燒特性。生物質(zhì)燃料的燃燒過(guò)程是強烈的化學(xué)反應過(guò)程,又是燃料和空氣間的傳熱、傳質(zhì)過(guò)程。燃燒除去燃料存在外, 有足夠溫度的熱量供給和適當的空氣供應。它可分作:預熱、干燥(水分蒸發(fā))、揮發(fā)分析出和焦碳(固定碳)燃燒等過(guò)程。按熱失重分,生物質(zhì)的燃燒可分為四個(gè)階段,對于不同的生物質(zhì)四個(gè)階段的溫度和失重略有不同,以玉米稈為例, 階段為20一200℃,失重約為7%,主要是生物質(zhì)原料的脫水過(guò)程。 階段在200一480℃之間,是失重的主要階段,失重達到85%,這一階段是生物質(zhì)中炭和揮發(fā)物的燃燒過(guò)程。第三階段為480一820℃,質(zhì)量基本保持不變,說(shuō)明這一階段是無(wú)機物的晶型轉變過(guò)程。同一化學(xué)組成的物質(zhì)有時(shí)具有不同的晶型, 范圍內自由燴 低的晶型 穩定,隨著(zhù)溫度的變化,晶體就由一種形態(tài)變?yōu)榱硪环N形態(tài)。第四階段為820一1300℃,增重約18%,這應是生物質(zhì)的熔融階段。
從上述說(shuō)明可以看出,產(chǎn)生火焰的燃燒過(guò)程為兩個(gè):即揮發(fā)分析出燃燒和焦碳燃燒,前者約占燃燒時(shí)間的10%,后者則占90%。同時(shí)也可看出,生物質(zhì)燃料在燃燒過(guò)程中有以下一些特點(diǎn):
(1)生物質(zhì)水分含量較多,燃燒需要較高的干燥溫度和較長(cháng)的干燥時(shí)間,產(chǎn)生的煙氣體積較大,排煙熱損失較高;
(2)生物質(zhì)燃料的密度小,結構比較松散,迎風(fēng)面積大,容易被吹起,懸浮燃燒的比例較大;
(3)由于生物質(zhì)發(fā)熱量低,爐內溫度場(chǎng)偏低,組織穩定的燃燒比較困難;
(4)由于生物質(zhì)揮發(fā)份含量高,燃料著(zhù)火溫度較低,一般在250℃-350℃溫度下?lián)]發(fā)份就大量析出并開(kāi)始劇烈燃燒,此時(shí)若空氣供應量不足,將會(huì )增大燃料的化學(xué)不 燃燒損失;
(5)揮發(fā)分析出燃盡后,受到灰燼包裹和空氣滲透困難的影響,焦炭顆粒燃燒速度緩慢、燃盡困難,如不采取適當的 措施,將會(huì )導致灰燼中殘留較多的余碳,增大機械不 燃燒損失。