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生物質的燃燒過程

發布時間:2018-05-23 05:53:29 點擊量:
生物質燃料的燃燒過程是燃料和空氣間的傳熱、傳質和化學反應過程。燃燒除去燃料存在外,必須有足夠溫度的熱量供給和適當的空氣供應。生物質中可燃部分主要是纖維素、半纖維素、木質素轉變成的碳以及氫。生物質直接燃燒反應是一個復雜的物理、化學過程。燃燒時纖維素和半纖維素首先釋放出揮發分物質。碳表面和氧化劑(氧氣)之間進行氣固兩相反應。燃燒過程產生的熱量使周圍溫度升高,又促使傳質過程加快,它是使熱量產生得更快的一種連鎖反應過程。

生物質燃料燃燒機理屬于靜態滲透式擴散燃燒。與煤一樣,通常經歷預熱干燥階段、熱分解階段、揮發分燃燒階段、固定碳燃燒階段和燃盡階段。

(1)預熱干燥階段在該階段,生物質被加熱,溫度逐漸升高。當溫度達到105℃左右時,生物質表面和生物質顆??p隙的水被逐漸蒸發出來,生物質被干燥。生物質的水分越多,干燥所消耗的熱量也越多。

(2)熱分解階段生物質繼續被加熱,溫度繼續升高,達到一定溫度時便開始析出揮發分,這個過程實際上是一個熱分解反應。

(3)揮發分燃燒階段  隨著溫度繼續升高,揮發分與氧的化學反應速度加快。當溫度升高到一定溫度時,揮發分就開始燃燒,此溫度稱為生物質的著火溫度。由于揮發分的成分十分復雜,其燃燒反應也很復雜。

(4)固定碳燃燒階段生物質中剩下的固定碳在揮發分燃燒初期被揮發分包圍著,氧氣不能接觸碳的表面,經過一段時間以后,揮發分的燃燒快要終了時,一旦氧氣接觸到炙熱的木炭,就可發生燃燒反應。

(5)燃盡階段生物質可燃物基本燃盡后,在沒有強烈干擾的情況下,形成整體的灰顆粒,灰顆粒表面幾乎看不出火焰,灰顆粒會變成暗紅色,至此完成了生物質燃料的整個燃燒過程。
必須指出,上述各階段并不是機械地串聯進行,實際上很多階段是互相交叉的。不同燃燒條件下各階段也有差異,也存在動力燃燒和擴散燃燒過程。


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