隨著能源短缺和環(huán)境惡化，我國(guó)面臨著一系列的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問題，生物質(zhì)的能源化利用正受到越來越多的重視。層燃是我國(guó)一種主要的燃燒方式，根據(jù)我國(guó)國(guó)情，小型電站鍋爐和工業(yè)鏈條爐需要進(jìn)行改造，生物質(zhì)層燃燃燒可以廣泛應(yīng)用于電站鍋爐及工業(yè)鍋爐中，生物質(zhì)燃料層燃燃燒特性的研究具有重要的工業(yè)意義。     在對(duì)生物質(zhì)燃料進(jìn)行熱分析試驗(yàn)中，采用對(duì)數(shù)法將燃料的燃燒失重曲線進(jìn)行溫度區(qū)間的劃分，并分析失重原因。采用著火溫度、燃燒穩(wěn)定性判別指數(shù)、揮發(fā)分析出特性指數(shù)及燃燒特性指數(shù)來判定燃料的燃燒性能，并分析升溫速率、載氣氣氛及本身化學(xué)組分對(duì)燃料燃燒失重過程的影響。實(shí)驗(yàn)中，加入了氣相產(chǎn)物及焦油產(chǎn)物的在線檢測(cè)，與失重曲線進(jìn)行對(duì)照分析，可以驗(yàn)證前面的燃燒失重原因的假設(shè)。對(duì)燃燒過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到了反應(yīng)活化能和頻率因子，對(duì)燃燒失重過程進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬。
    本文對(duì)生物質(zhì)燃料層燃燃燒過程進(jìn)行丁研究分析，概括了影響生物質(zhì)燃料層燃燃燒特性的主要因素，建立了生物質(zhì)層燃燃燒的單元體模型。設(shè)計(jì)并搭建了多功能試驗(yàn)臺(tái)，可以進(jìn)行層燃燃燒、室燃燃燒及配風(fēng)等試驗(yàn)的模擬，本文用于研究層燃爐燃燒的小型層燃爐燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為研究生物質(zhì)層燃爐燃燒特性提供了重要的研究條件。
    實(shí)驗(yàn)中，采用著火鋒面?zhèn)鞑ニ俾省⒅�火鋒面溫度以及床層上方的煙氣成分分析來判定不同形狀、尺寸及種類的生物質(zhì)燃料在不同給風(fēng)量條件下的層燃燃燒特性。可以看到：(1)尺寸較小燃料顆粒，完全燃盡需要的時(shí)間較長(zhǎng)，燃燒過程中床層溫度較高，且燃燒的穩(wěn)定性較好；(2)經(jīng)過壓縮的成型生物質(zhì)燃料，能量密度高，燃料顆粒比較均勻，燃燒穩(wěn)定性好，適合層燃燃燒。粉碎的生物質(zhì)燃料容易發(fā)生吹熄現(xiàn)象，適合室燃燃燒；(3)不同種類的生物質(zhì)，層燃燃燒的燃盡時(shí)間不同，揮發(fā)分含量高，著火鋒面?zhèn)鞑ニ俾试酱螅�燃盡時(shí)間越短；灰分含量越高，其著火鋒面速率在床層上的分布越不均勻，燃燒穩(wěn)定性越差。生物質(zhì)燃料揮發(fā)分含量較高，燃燒強(qiáng)烈區(qū)域靠前，應(yīng)根據(jù)其燃料的特性來設(shè)定各個(gè)風(fēng)倉的配風(fēng)量；(4)層燃爐中風(fēng)量的大小將影響到燃料的燃盡時(shí)間和爐膛的溫度，由于生物質(zhì)揮發(fā)分含量高，容易著火和燃盡，并且能量密度低，過量空氣系數(shù)不易過大。