生物质的破碎技术不仅能克服其原始状态能量密度小、存放体积大、运输不便等缺点,而且是生物质向能源、饲料、肥料和材料等领域开发利用的预处理技术。以破碎技术为依托,本文提出了一种生物质粉体高效燃烧的能源化利用途径,为缓解对石化能源的依耐性和保护环境有重要意义。本文以农林废弃生物质为研究对象,结合机械力破碎基础理论,从影响其破碎的化学组分和剪切强度、抗压强度等力学角度进行了理论研究,并运用扫描显微镜对破碎产物的微观结构进行了实际分析,结合二者得出如下结论:最适合生物质的施力方式为剪切力、劈碎力和磨削力;生物质粗破碎为体积破碎,主要受剪切力和劈碎力作用,刀片宜设计成弯口刀和单面直刃刀;细破碎为表面破碎,主要受剪切力和磨削力作用,刀片宜设计成双面直刃刀。最后通过实践探索出一套集生物质粗、细破碎和利用旋风除尘器作为收集装置为一体的破碎系统,其粗破碎产物长10mm左右,产率为200kg/h;在不同系统工作参数下,细破碎产物粒径在0.177mm(80目)～0.125mm(120目)间可调,粒径为0.177mm时产率为160kg/h。通过对生物质的元素分析和工业分析,以及借鉴他人对生物质热解-燃烧特性的研究成果,提出了生物质粉体燃烧的三段式模型,并依此设计了回流式粉体燃烧炉。使用此燃烧炉和配置的燃烧系统进行的燃烧实验表明:粉体燃烧特性突出表现在粒径特性和体积特性上。大于0.420mm(40目)的粉体在此燃烧炉中不易着火,最优风粉浓度为240g/m3左右,主燃烧室的体积制约着单位时间内的粉体燃烧量。权衡燃烧效率和破碎成本,采用0.177mm的粉体进行燃烧最为经济。在最优风粉浓度下,用0.177mm的粉体进行燃烧时,粉体悬浮在炉膛中形成体积燃烧,以气相燃烧为主;炉灰呈无粘性的粉末状,无明显结渣现象;炉内温度场分布规律性明显;最高温度可达1336℃,炉膛温度至少在900℃以上。在实验中要特别注意防止出现燃烧量超过燃烧炉容积极限的情况,以免炉内压强过大,造成安全隐患。与传统的直接燃烧未破碎的生物质相比,粉体在回流式燃烧炉中燃烧的方式改变了破碎前生物质以固相燃烧为主的性状,极大地提高了生物质的燃烧效率和能源品位。