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生物质直接燃烧是生物质能应用最多、最简单廉价的利用方式，但长期以来由于生物质直接燃烧能源燃烧温度和利用效率低，限制了其应用。为此，华中科技大学根据粉尘爆炸高温燃烧原理开发了生物质微米燃料高温燃烧技术，研究表明，其空气燃烧温度可达1200℃以上，富氧燃烧高达1600℃。但前者不能满足大规模工业化应用的要求，后者要消耗大量的氧气，成本较高。因此考虑采用固相催化燃烧的方法，考察催化性质的添加剂对微米燃料着火特性、燃尽特性、平均反应活性、综合燃烧特性、燃烧温度、升温速率及尾气排放特性的影响是高效利用微米燃料燃烧技术的一种新途径，具有重要意义。选取碱土金属氧化物MgO、CaO和Ca、Mg为主要成分的矿石白云石为添加剂，对生物质微米燃料和添加剂的混合物分别进行热重分析、静态混燃和旋风燃烧实验。热重分析实验对比分析了微米燃料与1%wt、2%wt和3%wt添加剂混合样品的着火特性、燃尽特性、综合燃烧特性、平均反应活性及动力学特性。结果表明：除添加3%wtMgO和3%wtCaO的样品外，其它所有样品的着火温度均比微米燃料低；三种添加剂对微米燃料的燃尽特性均无明显改善，但2%wtCaO和2%wt白云石提高燃尽点附近的转化速率；2%wtCaO和2%wt白云石可以提高微米燃料的平均反应活性，MgO则降低其活性；1%wtMgO、2%wtCaO和2%wt白云石提高了样品的综合燃烧特性，且随着添加比例的增加，CaO和白云石效果先增强后减弱，MgO效果降低；Coats-Redfern法计算活化能可知，除3%wtCaO外，所有催化燃烧样品挥发分燃烧阶段活化能都降低，1%wtMgO和2%wtCaO和所有的白云石样品固定碳燃烧阶段活化能降低，微米燃料燃烧及催化燃烧都满足一级反应。综合各参数可知，最佳的添加剂及比例为2%wt白云石>2%wtCaO>1%wtMgO>BMF，由此推断MgO和CaO具有一定的协同催化作用。静态混燃实验是将掺入2%wt添加剂的微米燃料在600℃下于马弗炉内静态燃烧2h，对其灰分进行SEM、XRD、XRF分析，并考察所选添加剂对微米燃料结渣性能的影响。结果表明：加入2%wtMgO、CaO和白云石后，微米燃料的出灰量成线性增加，团聚和熔融程度加重；XRD分析表明，600℃下各样品灰中主要矿物成分为CaCO3、SiO2、KCl、MgO等单体物质，没有形成复杂共熔体；结合硅比，硅铝比，铁钙比和生物质结渣特性指数推断，添加2%wt的金属化合物均加重了微米燃料的结渣程度。旋风燃烧对课题组已有的微米燃料旋风燃烧系统进行了调试，确定其最佳过氧空气系数和进料量分别1.26和360g/min。在此工况下进行了微米燃料与2%wt添加剂混合样品的催化燃烧实验，对比添加添加剂前后的炉膛温度和烟气成分，得出以下结论：在最佳工况下，微米燃料旋风燃烧最高温度为1260℃；CaO和白云石在1000℃以下对微米燃料的升温速率和最高温度无明显影响，1000℃以上时，升温速率加快，最高温度分别提高至1280℃和1275℃，MgO则降低二者的值；烟气分析表明，CaO和白云石降低CO排放量，MgO使其略微升高；MgO可以降低烟气中NOx的排放量，CaO和白云石则增加其排放。