1)干燥过程
送人燃烧室后，在高温热量（由前期燃烧形成）作用下，燃料中的水分受热蒸发汽化（生物质颗粒燃料中的水分在100℃左右就会很快蒸发），从燃料中逸出。这一过程即是生物质的干燥过程，木屑颗粒机压制的颗粒燃料如下图所示：
2)挥发分的析出与燃烧
随着温度的不断升高，生物质颗粒燃料进行挥发热解过程，研究表明生物质颗粒燃料在150～800℃都有热解挥发分析出。挥发分的析出可以分成三个明显的阶段。在低于280℃的温度范围内有一个明显的失重过程，它完成了生物质的半纤维素（羧基、羰基）等低分子质量物质的分解，放出大量的H20、C02与CO，到达着火温度后，气态的挥发分和周围高温空气掺混首先被引燃而燃烧。在这种火焰温度的影响下，加快了燃料中纤维素的热分解过程，为280～500℃，纤维素快速热解，出现第一个反应速率的峰值，生成了大量气体而炭的生成量较少，在此温度区域内出现了一个迅速失重过程。木质素的热解速率在400℃以后出现峰值，因此在此温度段所发生的热解是以上几种组成成分热解叠加的结果；在热解温度高于500℃时，半纤维素及纤维素的热分解基本结束，而木质素较难热解，其热解几乎跨越整个热解过程，因此温度超过500℃时以木质素的热解为主，生成了H2、CH4与较多的炭。一般情况下，此阶段主要是挥发分在燃烧，其发热量占到生物质热值的70%，焦炭被挥发分包围着，燃烧室中氧气不易渗透到焦炭表面，但是，气流运动会将一部分炭粒裹人烟道，形成黑絮，所以，通风过强会降低燃烧效率。这提示我们，设计生物质燃炉的核心技术应是挥发分充分析出的时间和空间设计。使其在低温时析出，在高温段燃烧。这是解决沉积和结渣问题的理沦基础。
3)过渡阶段
随后，燃料的温度进一步增高。纤维素的热分解速率急速下降，此时挥发分物质仍能保持燃烧火焰。木质素由于高温碳化，并通过氧化作用表面开始着火，生成炙热火焰，以较慢的速率燃烧，此时出现气相和固相两种燃烧状态并存的现象，直到燃料中的挥发分物质分解完毕，气相火焰熄灭。
4)焦炭燃烧
当挥发分的燃烧快要终了时，焦炭及其周围温度已很高，空气中的氧气也有可能接触到焦炭表面，焦炭开始燃烧，并不断产生灰烬，燃料中的木质素已全部碳化，表面生成炙热的火焰，燃烧反应速率加快，并出现第二次反应速率峰值，然后燃烧速率变慢，表面炙热火焰由红变暗，逐渐消失。但是，焦炭燃烧受到灰烬包裹和空气渗透较难影响，阻碍了焦炭的燃烧，造成灰烬中残留余炭。
从上述说明可以看出，产生火焰的燃烧过程为两个阶级：即挥发分析出燃烧和焦炭燃烧。
综上所述，生物质颗粒燃料在燃烧过程中具有以下几个特点。
(1)生物质燃料的密度小，结构比较松散，挥发分含量高。在150℃时，热分解开始，350℃时挥发分能析出80%。达到着火温度时，开始燃烧，挥发分的燃烧主要在炉膛的稀相区进行。由于挥发分析出时间比较短，此时若空气供应不当，挥发分不能燃烬而排出，排烟为黑色，严重时为浓黄色烟。所以在设计生物质燃烧设备时，燃烧室必须有足够的容积，以便有一定的燃烧空间和燃烧时间。
(2)几种生物质的差热曲线可以发现：生物质燃料在着火以前，为吸热反应，吸收的热量称为预燃热，它包括水分的蒸发潜热、低温馏分物质热分解及其产物加热到达着火温度所需要的热量；到着火温度以后，先后进行了气相和固相燃烧，为放热反应。
(3)存在两个放热峰值，两个反应速率峰值。燃料的挥发分物质主要是纤维素的热分解产物，燃烧形成第一个放热峰，由于热值比较低，形成的放热峰面积较小；焦炭的燃烧形成第二个放热峰，由于热值比较高，形成的放热峰面积比较大。在280～500℃，纤维素快速热解，出现第一个反应速率的峰值，当燃料中的木质素已全部碳化，表面生成炙热的火焰，燃烧反应速率加快，并出现第二次反应速率峰值。
(4)生物质燃料中的挥发分物质，其热分解燃烧速率大于碳化物质的固相燃烧速率。
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