一、生物质颗粒燃料生物质炉的设计与燃煤炉有明显不同，其主要原因由燃料燃烧特性所决定。
生物质颗粒燃料的燃烧过程是强烈的放热化学反应，除燃料的存在外，发生燃烧必须有足够的热量传递和适当的空气供应。燃烧是燃料和空气间的传热、传质过程。燃烧过程产生的热量使周围温度升高，又使传质过程加快，它是使热量产生得更快的一种连锁反应过程。
生物质颗粒燃料的燃烧过程：
生物质颗粒燃料的燃烧过程可以分作．预热、干燥（水分蒸发）、挥发分析出和焦炭（固定碳）燃烧等阶段。当生物质颗粒燃料送进炉膛引燃后，生物质表面温度逐渐升高，燃料中的水分首先被蒸发，干燥的燃料吸热增温发生分解，析出挥发物气体与空气相混合，形成具有一定浓度的氧气与挥发物的混合物，当温度和浓度两个条件都已具备，挥发物首先着火燃烧，并为其后的焦炭燃烧准备了条件。燃料表面燃烧所释放的热量逐渐积聚，通过传导和辐射向燃料内层扩散，从而使内层挥发物析出，继续与氧混合燃烧，并放出大量热量。此时燃料中剩下的焦炭被挥发物包围着，炉膛中的氧不易接触到焦炭的表面，焦炭难以燃烧，在挥发份减少后，氧气接触到了焦炭，就可产生焦炭的燃烧。随着焦炭的燃烧，不断产生灰分，把剩余的焦炭包裹，妨碍它继续燃烧。这时适当人为地加以搅动或加强炉中的通风，都可以加强剩余焦炭的燃烧。灰渣中的余碳也就产生在此阶段。
二、直燃式生物质炊事采暖炉的设计
民用生物质采暖炊事炉简图：
（一）二次进风口设计
生物质颗粒燃料中含氢量为5%～6%，比煤炭中的3%～5%稍多，挥发份高达65%～70%，比煤炭中含量的7%～38%明显较多，生物质颗粒燃料中多数的碳和氢结合成较低分子的碳氢化合物，在250℃时热分解开始，在325℃时就十分活跃，350℃时挥发分就能析出80%。挥发份的析出燃烧占整个生物质燃烧时间的10%，挥发分析出迅速，燃烧时间较短。针对此燃烧特性，若空气供应不当，有机挥发物容易不被燃烬而排除，排烟为黑色，严重时为农黄色烟。所以，在设计直燃式生物质炉具时，必须有足够的扩散型空气供给，在炉膛口周围，炉口壁部分加设二次进风口，补给充足的氧气使挥发份充分燃烧。
（二）延长烟道燃烧回程
生物质颗粒燃料燃烧过程中，挥发份析出量大，但燃烧时间短。延长烟道的燃烧回程，可以给挥发份充分燃烧提供足够的空间和时间，提高燃料的利用率。延长烟道燃烧回程的方法可根据需要采取不同设计，采用最多的是利用反烧的方法延长烟道燃烧回程。
（三）一次进风口要小
生物质颗粒燃料中含氧量明显多于煤炭，使得生物质颗粒燃料易于引燃，在燃烧时可相对地减少供空气量。同时，燃烧过程中挥发分逐渐析出和燃完后，燃烧的剩余物为疏松的焦炭，气流运动会将一部分炭粒带人烟道，形成黑絮蓄积在烟道，所以通风过强会降低燃烧效率。因此，生物质炉具一次进风口设计要小。
（四）烟道部分的水套面积要大
挥发份的燃烧使得烟道内的温度升高，旺火时可达到750℃左右，加大烟道部分水套吸热面积，可充分吸收利用燃烧热量，增强取暖效果，可是旺火时烟囱的排烟温度控制在350℃以内，从而提高了热效率。
（五）使用生物质成型燃料
生物质的含碳量较少，在38%～50%之间，最高的也仅50%，相当于褐煤的含碳量。特别是固定碳的含量明显比煤少，密度明显较煤炭低，质地比较松软，易于燃烧和烧烬，需要频繁填料。使用致密成型设备，可将结构松散生物质压缩成型，成型燃料密度在0.8～1.4t/m3，与煤炭相当，改善了生物质燃烧中的一些不足之处。同时，更方便了贮存和运输。
（六）避免燃烧结焦现象
生物质中钾元素含量很高，在11%～20%之间。在燃烧温度超过800℃的炉膛内，大量氧化钾形成熔融状态，与生物质中的硅、钙等矿物质混合，温度降低时就会形成大小不等的结焦块，影响了炉灰的排出和空气补给。加大炉膛部分的水套吸热面积，可控制炉膛内温度过高，避免结焦形成。
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