1、燃烧过程
目前对生物质成型燃料燃烧特性是在原生物质燃烧性质基础上进行研究。
生物质成型燃料燃烧机理的实质是属于静态渗透式扩散燃烧。该燃料在家用炉中燃烧与在锅炉中的燃烧同样经历了四个阶段,总时间约为50min。
第1步:挥发分析出燃烧。由于成型燃料结构密实,可燃挥发气体释放速度慢,与空气接触表面积面远小于原生物质,所以点火开始,当燃料周围环境温度达到350℃时,部分可燃气体和氧气的放热化学反应在燃料表面形成外围蓝色中心橙红色的长焰,燃烧无力;同时有部分未完全燃烧挥发分和水分形成黄色烟排出。实验发现该过程持续时间为10min,燃料周围环境温度不断升高,烟囱中不再有太多烟排出,燃烧渐趋稳定;
第2步:表面焦炭过渡区燃烧。温度升高使成型燃料表面的固体可燃物开始燃烧,而同时其表面仍有较少的挥发分燃烧,火焰从橙红色过渡到橙色、蓝色,并逐渐形成外围蓝色中心黄色的火焰.该过程继续进行,明火开始增多,燃烧变得更加稳定,火力开始变得强烈;
第3步:渗透扩散燃烧。燃烧向燃料更深层渗透,焦碳的扩散燃烧占主导,燃烧产物co2、co及其它气体向外扩散,行进中co不断与02结合生成co,燃料表层生成薄灰壳,外层包围着淡蓝色短火焰;燃烧进一步向燃料深层发展,在层内主要进行焦碳燃烧(即c+oi=CO),在球表面进行一氧化碳的气体燃烧(即co+o= Co2),形成比较厚的的灰壳,较少的短火焰包围着燃料;
第4步:灰烬形成.燃烬灰壳不断加厚,可燃物基本燃尽,灰球表面几乎看不出火焰,燃料变成暗红色,灰壳松散,无结渣。
同时笔者发现成型燃料燃烧过程中,部位不同燃烧先后顺序也有差别,如下组图2.4所示.燃料燃烧顺序为:燃料圆柱面→燃料压缩表面一燃烬附着在燃料表面一燃烧深入一燃烬滑落一燃烧继续深入并持续一燃烧结束.
2、燃烧模式
原生物质与研究中用到的燃料原料是一样的,但后者毕竟经过了压制成型,结构密致,密度较大。虽然原生物质为研究生物质成型燃料提供了理论基础,但后者燃烧特点毕竟不能通过前者简单类比或相加所得。透过在燃烧炉中试验发现表明,无论是何种原料,生物质成型燃料的燃烧为第一种模式,即挥发分先析出燃烧,而后是固定碳燃烧。