随着经济的发展能源危机日益加剧,生物质能作为一种可再生能源受到人们日益的重视,世界各国都在投入大量的人力、物力开发利用生物质能源。我国作为一个农业大国,生物质资源丰富,生物质成型燃料的燃烧利用,作为一种有效利用生物质能的方式,正逐渐被人们接受;有效利用生物质能源,是解决我国能源危机的重要途径之一,同时还会带来良好的经济、环境和社会效益。生物质致密成型技术已经基本成熟,但生物质成型燃料的燃烧设备还不成熟。主要原因是对生物质成型燃料燃烧机理的研究不深入,导致燃烧设备的设计参数选取不准,影响生物质成型燃料的燃烧效率,进而影响成型设备的推广应用。因此,本文提出生物质成型燃料燃烧机理研究这一课题。研究从分析生物质成型燃料特性入手,找到不同生物质成型燃料的结构特点,测试并分析了生物质成型燃料燃烧影响因素、燃烧过程及燃烧动力学特性。该研究内容是生物质成型燃料高效燃烧利用的基础,并为生物质成型燃料加工设备和燃烧设备的设计与运行提供科学依据。通过科学试验和精确的数据处理,得到的主要内容与结论如下:(1)对生物质成型燃料的的特性和组成成分进行研究,分析得出了两种成型燃料的结构组成,及该结构对它们成型燃料燃烧特性的影响。木屑成型燃料结构主要是纤维素、半纤维和木质素,其中木质素的含量最大,由于木质素的热解燃烧发生在较高的温度区间,导致热解燃烧温度要高于玉米秸秆成型燃料。玉米秸秆成型燃料内部纤维素和半纤维素的含量要大于木质素,从而导致热解燃烧温度范围较低。(2)在不同工况条件下,通过对生物质成型燃料的实际燃烧过程的实验与分析,影响生物质成型燃料燃烧的因素包括:燃料种类,供风条件等。其中,供风条件对生物质成型燃料平均燃烧速度的影响尤为显著。(3)利用自制的生物质成型燃料燃烧机理实验台,对生物质成型燃料燃烧机理进行了分析,通过联用动态热重分析(TG)和微商热重分析(DTG)对生物质热解燃烧阶段进行了一系列的理论和试验研究,并利用试验数据对木屑和玉米秸秆成型燃料热解反应的动力学参数进行了计算,借助Origin和Excel软件对试验数据进行了一元线性回归分析,得出燃烧动力学参数活化能E和频率因子A,建立了适用于木屑和玉米秸秆成型燃料热解燃烧动力学模型。(4)通过对生物质成型燃料的实际燃烧过程的观测与分析,可知其燃烧方式属于静态渗透扩散式燃烧。燃烧过程可分为以下四个大阶段,依次是预热干燥阶段、热解燃烧阶段、固定碳燃烧阶段和燃尽阶段。其中,在热解燃烧阶段主要包括:燃料的热分解、挥发分的析出与燃烧、过度阶段、焦炭表面燃烧。