生物质能利用

一、世界生物质能利用现状与发展前景

随着后化石经济时代的到来，用可再生的生物质资源来替代化石资源已成必然。生物质能是目前应用最广泛的可再生能源，消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位。生物质能是太阳能以化学形式储存在生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用，是以生物质为载体的能量。生物质主要指薪柴、农林作物、农作物残渣、动物粪便和生活垃圾等。生物能与风能、太阳能等都属于可再生能源。到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。目前，国外对生物质的利用侧重于把生物质转化成电力和优质燃料。

近年来，生物质发电、燃料乙醇和生物持有等生物质能产业在世界范围内快速发展，生物燃料在一些国家也已实现规模化生产和应用。尤其是进入21世纪，随着国际石油价格的不断攀升及《京都议定书》的生效，生物质能的发展得到世界许多国家的广泛关注，成为国际可再生能源领域的热点。据联合国开发计划署（UNDP）估计，可持续的生物质能潜力巨大，可满足当前全球能源需求量的65%以上。

我国以石油为原料的大宗化学品长期供不应求，大量依靠进口。解决大宗化学品产量不足及对石油的严重依赖，加快原料多元化的研究开发迫在眉睫。生物质能是仅次于煤炭、石油、天然气之后的第四大能源，是唯一可再生、可替代化石能源转化成液态和气态燃料以及其他化工原料的碳资源，可以弥补化石燃料的不足，环节我国50%石油依靠进口的被动局面，我国科技部已将“非石油路线制备大宗化学品关键技术开发”列为“十一五”国家科技支撑计划重点项目。通过对化学工业竞争力大幅提升的若干重大关键性技术的突破，将为节约和部分替代石油资源及工艺路线的变革提供技术支撑，生物质资源将是非石油路线制备化学品的重要来源。我国的生物质能资源非常丰富，主要转化利用的产品包括固体燃料、液体燃料油、气体燃料和生物质气化发电。但是由于利用率低下而且生物质能转化燃料对环境几乎是无污染，故我国从长远发展来看，关于更加高效率地利用生物质能的研究是非常有必要的。

二、生物质能燃料燃烧

生物质能燃烧技术作为能源转化形式是一项相当古老的技术，生物质直燃就是最原始，最实用的利用方式，随着社会的发展、科技的进步，燃用生物质的设施和方法在不断地改进和提高，现在已经达到工业化规模利用的程度。目前世界各国都在开发低污染、可再生的新能源，逐步取代石油、煤、天然气等不可再生能源，以使人类的能源利用走上可持续发展道路。

1.生物质燃烧技术的特点

生物质的直接燃烧是最简单的热化学转化工艺。生物质在空气中燃烧是利用不同的过程设备（例如窑炉、锅炉、蒸汽透平、涡轮发电机等）将贮存在生物质中的化学能转化为热能、机械能或电能。生物质燃烧产生的热气体温度大约在800℃~1000℃。各种生物会都可以燃烧，但是实际上只有水分含量小于50%的生物质才可能燃烧（除非将生物质进行预干燥），

而水分含量高的生物质最适合于生物化学转化过程。大型的生物质工业燃烧装置容量在100~300MW之间。生物质与煤在燃煤锅炉中的混燃是一个非常好的选择，因为在共燃过程的转化效率高。生物质燃烧过程生物质质能的净转化效率在20%~40%之间，容量为100MW以上的燃烧系统或者生物质与煤的混烧才能得到较高的转化效率。但是由于生物质中含有较高的碱金属，在高温燃烧过程中将会给燃烧装置的正常运行带来许多问题。

2.生物质的成分

生物质是多种复杂的高分子有机化合物组成的复合体，其化学组成主要由纤维素（cellulose）、半纤维素（hemi-cellulose）、木质素（lignin）和提取物（extractives）等，这些高分子物质在不同的生物质、同一生物质的不同部位分布也不同，少量成分（minor components）两种。主要成分是由纤维素、半纤维素和木质素构成，存在于细胞壁中。少量成分则是指可以用水、水蒸气或有机溶剂提取出来的物质，也称“提取物”。这类物质在生物质中的含量较少，大部分存在于细胞腔和胞间层中，所以也称非细胞壁提取物。提取物的组分和含量虽生物质的种类和提取条件而改变。属于提取物的物质很多，其中重要的有天然树脂、单宁、香精油、色素、木脂素及少量的生物碱、果胶、淀粉、蛋白质等。生物质中除了巨大多数为有机物质以外，尚有极少量无机的矿物元素成分，如钙（Ca）、钾（Ka）、镁（Me）、铁（Fe）等，它们经生物质热化学转换后，通畅以氧化物的形态存在于灰分中。

3.生物质的元素成分分析

生物质燃料中除含有少量的无机物和一定量的水分外，大部分是可以燃烧的有机质，成为可燃质。生物质燃料可燃质的基本组成是碳、氢、氧、氮、硫、磷、钾等元素。

（1）碳（C）

碳是燃料中的主要元素，其含量的多少决定燃料发热值的大小，含量越高越容易点燃，也容易烧尽。

（2）氢（H）

氢是仅次于碳的主要可燃物质，常以碳氢化合物的形式存在，生物质含氢越多越容易燃烧。

（3）氧（O）和氮（N）

燃料的有机质含有氮和氧。氮不能燃烧产生热量，氧可以增强燃烧反应，但是它本身不放出热量。他们的存在只会降低燃料的发热量。

（4）硫（S）

硫也是可燃物质。燃烧后产生二氧化硫和三氧化硫，他们在高温下与烟气中的水蒸气发生化学反应，生成物对金属有强留腐蚀作用，污染大气，危害人体，影响动植物生长。

（5）磷（P）和钾（K）

磷和钾是生物质燃料中特有的成分，都是可燃物质。

（6）灰分

灰分是燃料中不可燃的矿物质，其成分如二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁等。灰分

对燃料发热量有较大的影响。灰分多，发出的热量就少，燃烧的温度就低，还会沉积烟道，污染大气。

4.生物质的化学特性与物理特性

热值又称发热量，它是表示燃料品质的一种重要化学特性。指单位质量（气体燃料为单位体积）的燃料完全燃烧后，在冷却至原有温度时所释放的热量，其国际单位为kJ/kg。生物的热值瘀斑在18~21MJ/kg之间。生物质燃料完全燃烧释放出的全部热量，包括燃烧时的显热和所含水分的汽化潜热成为高位热值（QGW）；我们把大气状况下完全燃烧单位重量的生物质所得到的热量成为低位热值（QDW），它等于从高位热值中减去水蒸气的汽化潜热后的热量，也就是燃料实际放出的热量。高位在燃料所含有的各种元素的成分确定之后，可根据门捷列夫公式计算其低位热值QDW

QDW4.19[81C246H26(OS)]6W （1）

式中 QDW ————燃料低位发热量，kJ

C、H、O、S、W————燃料中碳、氢、氧、硫和水分的应用基含量，%。 高位热值和低位热值之间的换算关系为

QDWQGW25(9HW) （2） 式中 QDW————燃料的低位热值，kJ/kg；

QGW————燃料的高位热值，kJ/kg；

H、W————氢、氧的元素组成，%。

生物质的物理特性也是十分重要的。生物质的分布、自然形状、尺寸、密度、含水率及灰熔点等特性影响生物质的手机、运输、存储、预处理和相应的燃烧技术。

5.燃烧的基本类型

燃烧是指燃料中所含C、H等可燃元素与氧发生激烈的氧化反应，同时释放热量的过程。固体燃料的燃烧按燃烧特征，通常分为以下几类。

（1）表面燃烧

指燃烧反应在燃料表面进行，通常发生在几乎不含挥发分的燃料中，如木炭表面的燃烧。

（2）分解燃烧

当燃料的热解温度较低时，热解产生的挥发分析出后，与氧进行气相燃烧反应。当温度较低、挥发分未能点火燃烧时，将会冒出大量浓烟，浪费大量的能源。生物质的燃烧过程属于分解燃烧。 yyyyyyyyyyyyy

（3）蒸发燃烧

主要发生在熔点较低的固体燃料。燃料在燃烧前首先熔融为液态，然后再进行蒸发和燃烧（相当于液体燃料）。

6.生物质的燃烧过程

生物质燃烧过程比较复杂，一般来说可以分为以下四个阶段。

（1）预热和干燥阶段

在生物质燃烧的过程当中，当温度达到100℃时，生物质进入干燥阶段，水分开始蒸发。水分蒸发时需要吸收燃烧过程中释放的热量，会降低燃烧室的温度，减缓燃烧进程。

（2）挥发分析出及木炭形成阶段，又称干馏

当已经干燥的燃料持续加热时，挥发分开始析出。当挥发分析出完毕后，最后剩下的就是木炭。

（3）挥发分燃烧阶段

生物质高温热解析出的挥发分在高温下开始燃烧（为分解燃烧），同时，释放大量热，一般可提供占总热量70%的热量。

（4）固定碳燃烧阶段

在挥发燃烧阶段，消耗了大量的O2，减少了扩散到炭表面氧的含量，抑制了固定碳的燃烧；但是，挥发分的燃烧在炭粒周围形成火焰，提供炭燃烧所需的热量，随着挥发分的燃尽，固定碳开始发生氧化反应且逐渐燃尽，形成灰分。生物质固定碳含量较低，在燃烧中不起主要作用。

以上四个阶段中，前两个阶段，燃烧处于吸热状态，为后面的燃烧做好做好前期准备工作，成为燃烧前准备阶段，后两个阶段是放热过程。以上各个过程虽然是依次串联进行的，但也有一部分是重复进行的，各个阶段所经历的时间与燃料种类、成分和燃烧方式等因素有关。

7.燃烧要素与影响燃烧因素

从上述燃烧过程可知，要使燃料充分地燃烧，必须具备三个条件：一定的温度，合适空气量及与燃料良好的混合，足够的反应时间和空间，即燃烧“三要素”。温度是良好燃烧的首要条件，它的高低对生物质的干燥、挥发分析出和点火燃烧有着直接的影响。温度高，干燥和挥发分析出顺利，达到着火燃烧的时间也较短，点火容易。由于燃料所含的元素组成成分不同，燃料所需要的空气量也不同。过量空气的多少必须得当，进入炉膛或者燃烧器的空气太少，燃烧过程中氧气不足，燃烧不完全，就会浪费燃料；进入炉膛或燃烧器的空气过多，冷空气降低了燃烧温度，同时高速烟气还带走过多的热量，亦不利于燃烧。燃料燃烧需要一定时间，若无保证就会产生不完全燃烧，造成浪费。燃烧速度由化学反应和气流扩散所决定，影响反应的因素为温度、浓度和压力等；影响气流扩散的因素为空气与燃料的相对速度、气流扩散速度及传热速度等。温度对燃烧速度的影响符合以下规律

KK0eE

RT （3）

式中 K————表征化学反应速度的常量；

K0————与反应物有关的系数；

E————化学反应活化能，kJ/（kmolK）；

R————通用气体常数，8.314kJ/（kmolK）；

T————热力学温度，K。

气流扩散速度对燃烧速度的影响由氧气浓度决定，遵循以下关系式

MCk(cglcjt) （4） 式中 M————表征气流扩散速度的量；

Ck————扩散速度常数，主要取决于气流速度，与温度基本无关； cgl，cjt————气流和木炭表面的氧气浓度。

三、生物质燃烧技术展望

目前，生物质燃烧技术研究主要集中在高效燃烧、热电联产、过程控制、烟气净化、减少排放量与提高效率等技术领域，另外，对减少投资、降低运费等方面也进行了相关的研究。在热电联产领域，出现了热、电、冷联产，以热电厂为热源，采用溴化锂吸收式制冷技术提供冷水进行空调制冷，可以节省空调制冷的用电量；热、电、气联产则是以循环流化床分离出来的800~900℃的灰分作为干馏炉中的热源，用于干馏炉中的新燃料析出挥发分生产干馏器。流化床技术仍然是生物质高效燃烧技术的主要研究方向，特别像我国这样生物质资源丰富的国家，我国有12亿多人口，绝大多数居住在广大乡村和小城镇，其生活用能的主要方式仍然是直接燃烧。剩余物秸秆、淡菜松散型物料是农村居民的主要能源，因此开发研究高效的燃烧炉、提高使用热效率就显得尤为重要，这样既减少了有效资源的浪费又防止了环境污染。如今乡镇企业快速兴起，不仅带动了农村经济的发展，而且加速了化石能源尤其是煤的消费，因此开发改造乡镇企业用煤设备，用生物质代替燃煤在今后的研究开发中应战友重要的低位。把松散的农林剩余物进行粉碎分级处理后，加工成型为定型的燃料，结合专用技术和设备的开发，在我国将会有较大的市场前景，家庭和暖房取暖用的颗粒成型燃料的推广应用工作，将会是生物质成型燃料研究开发的热点。

参考文献

【1】张建安，刘德华 生物质能源利用技术 北京 化学工业出版社 2009.1

【2】刘荣厚 生物质能工程 北京 化学工业出版社 2009.9

【3】刘广青，董仁杰，李秀金 生物质能源转化技术 北京 化学工业出版社 2009.8

【4】吴占松，马润田，赵满成 生物质能利用技术 北京 化学工业出版社 2009.10

【5】张百良 生物能源技术与工程化 北京 科学出版社 2009

【6】维鲁·瓦雷斯（Villu Vares)主编，王革华，原鲲译 生物质燃料用户手册 北京 化学

工业出版社 2007.8

【7】钱伯章 生物质能技术与应用 北京 科学出版社 2010

【8】中国科学院生物质资源领域战略研究组 中国至2050年生物质资源科技发展路线图 北京 科学出版社 2009

【9】程备久等 生物质能学 北京 化学工业出版社 2008.1

【10】史济春，曹湘洪 生物燃料与可持续发展 北京 中国石化出版社 2007

【11】利斯贝思·奥尔森（L.Olsson）主编，曲音波等译 生物燃料 北京 化学工业出版社 2009.10

一、世界生物质能利用现状与发展前景

随着后化石经济时代的到来，用可再生的生物质资源来替代化石资源已成必然。生物质能是目前应用最广泛的可再生能源，消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位。生物质能是太阳能以化学形式储存在生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用，是以生物质为载体的能量。生物质主要指薪柴、农林作物、农作物残渣、动物粪便和生活垃圾等。生物能与风能、太阳能等都属于可再生能源。到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。目前，国外对生物质的利用侧重于把生物质转化成电力和优质燃料。

近年来，生物质发电、燃料乙醇和生物持有等生物质能产业在世界范围内快速发展，生物燃料在一些国家也已实现规模化生产和应用。尤其是进入21世纪，随着国际石油价格的不断攀升及《京都议定书》的生效，生物质能的发展得到世界许多国家的广泛关注，成为国际可再生能源领域的热点。据联合国开发计划署（UNDP）估计，可持续的生物质能潜力巨大，可满足当前全球能源需求量的65%以上。

我国以石油为原料的大宗化学品长期供不应求，大量依靠进口。解决大宗化学品产量不足及对石油的严重依赖，加快原料多元化的研究开发迫在眉睫。生物质能是仅次于煤炭、石油、天然气之后的第四大能源，是唯一可再生、可替代化石能源转化成液态和气态燃料以及其他化工原料的碳资源，可以弥补化石燃料的不足，环节我国50%石油依靠进口的被动局面，我国科技部已将“非石油路线制备大宗化学品关键技术开发”列为“十一五”国家科技支撑计划重点项目。通过对化学工业竞争力大幅提升的若干重大关键性技术的突破，将为节约和部分替代石油资源及工艺路线的变革提供技术支撑，生物质资源将是非石油路线制备化学品的重要来源。我国的生物质能资源非常丰富，主要转化利用的产品包括固体燃料、液体燃料油、气体燃料和生物质气化发电。但是由于利用率低下而且生物质能转化燃料对环境几乎是无污染，故我国从长远发展来看，关于更加高效率地利用生物质能的研究是非常有必要的。

二、生物质能燃料燃烧

生物质能燃烧技术作为能源转化形式是一项相当古老的技术，生物质直燃就是最原始，最实用的利用方式，随着社会的发展、科技的进步，燃用生物质的设施和方法在不断地改进和提高，现在已经达到工业化规模利用的程度。目前世界各国都在开发低污染、可再生的新能源，逐步取代石油、煤、天然气等不可再生能源，以使人类的能源利用走上可持续发展道路。

1.生物质燃烧技术的特点

生物质的直接燃烧是最简单的热化学转化工艺。生物质在空气中燃烧是利用不同的过程设备（例如窑炉、锅炉、蒸汽透平、涡轮发电机等）将贮存在生物质中的化学能转化为热能、机械能或电能。生物质燃烧产生的热气体温度大约在800℃~1000℃。各种生物会都可以燃烧，但是实际上只有水分含量小于50%的生物质才可能燃烧（除非将生物质进行预干燥），

而水分含量高的生物质最适合于生物化学转化过程。大型的生物质工业燃烧装置容量在100~300MW之间。生物质与煤在燃煤锅炉中的混燃是一个非常好的选择，因为在共燃过程的转化效率高。生物质燃烧过程生物质质能的净转化效率在20%~40%之间，容量为100MW以上的燃烧系统或者生物质与煤的混烧才能得到较高的转化效率。但是由于生物质中含有较高的碱金属，在高温燃烧过程中将会给燃烧装置的正常运行带来许多问题。

2.生物质的成分

生物质是多种复杂的高分子有机化合物组成的复合体，其化学组成主要由纤维素（cellulose）、半纤维素（hemi-cellulose）、木质素（lignin）和提取物（extractives）等，这些高分子物质在不同的生物质、同一生物质的不同部位分布也不同，少量成分（minor components）两种。主要成分是由纤维素、半纤维素和木质素构成，存在于细胞壁中。少量成分则是指可以用水、水蒸气或有机溶剂提取出来的物质，也称“提取物”。这类物质在生物质中的含量较少，大部分存在于细胞腔和胞间层中，所以也称非细胞壁提取物。提取物的组分和含量虽生物质的种类和提取条件而改变。属于提取物的物质很多，其中重要的有天然树脂、单宁、香精油、色素、木脂素及少量的生物碱、果胶、淀粉、蛋白质等。生物质中除了巨大多数为有机物质以外，尚有极少量无机的矿物元素成分，如钙（Ca）、钾（Ka）、镁（Me）、铁（Fe）等，它们经生物质热化学转换后，通畅以氧化物的形态存在于灰分中。

3.生物质的元素成分分析

生物质燃料中除含有少量的无机物和一定量的水分外，大部分是可以燃烧的有机质，成为可燃质。生物质燃料可燃质的基本组成是碳、氢、氧、氮、硫、磷、钾等元素。

（1）碳（C）

碳是燃料中的主要元素，其含量的多少决定燃料发热值的大小，含量越高越容易点燃，也容易烧尽。

（2）氢（H）

氢是仅次于碳的主要可燃物质，常以碳氢化合物的形式存在，生物质含氢越多越容易燃烧。

（3）氧（O）和氮（N）

燃料的有机质含有氮和氧。氮不能燃烧产生热量，氧可以增强燃烧反应，但是它本身不放出热量。他们的存在只会降低燃料的发热量。

（4）硫（S）

硫也是可燃物质。燃烧后产生二氧化硫和三氧化硫，他们在高温下与烟气中的水蒸气发生化学反应，生成物对金属有强留腐蚀作用，污染大气，危害人体，影响动植物生长。

（5）磷（P）和钾（K）

磷和钾是生物质燃料中特有的成分，都是可燃物质。

（6）灰分

灰分是燃料中不可燃的矿物质，其成分如二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁等。灰分

对燃料发热量有较大的影响。灰分多，发出的热量就少，燃烧的温度就低，还会沉积烟道，污染大气。

4.生物质的化学特性与物理特性

热值又称发热量，它是表示燃料品质的一种重要化学特性。指单位质量（气体燃料为单位体积）的燃料完全燃烧后，在冷却至原有温度时所释放的热量，其国际单位为kJ/kg。生物的热值瘀斑在18~21MJ/kg之间。生物质燃料完全燃烧释放出的全部热量，包括燃烧时的显热和所含水分的汽化潜热成为高位热值（QGW）；我们把大气状况下完全燃烧单位重量的生物质所得到的热量成为低位热值（QDW），它等于从高位热值中减去水蒸气的汽化潜热后的热量，也就是燃料实际放出的热量。高位在燃料所含有的各种元素的成分确定之后，可根据门捷列夫公式计算其低位热值QDW

QDW4.19[81C246H26(OS)]6W （1）

式中 QDW ————燃料低位发热量，kJ

C、H、O、S、W————燃料中碳、氢、氧、硫和水分的应用基含量，%。 高位热值和低位热值之间的换算关系为

QDWQGW25(9HW) （2） 式中 QDW————燃料的低位热值，kJ/kg；

QGW————燃料的高位热值，kJ/kg；

H、W————氢、氧的元素组成，%。

生物质的物理特性也是十分重要的。生物质的分布、自然形状、尺寸、密度、含水率及灰熔点等特性影响生物质的手机、运输、存储、预处理和相应的燃烧技术。

5.燃烧的基本类型

燃烧是指燃料中所含C、H等可燃元素与氧发生激烈的氧化反应，同时释放热量的过程。固体燃料的燃烧按燃烧特征，通常分为以下几类。

（1）表面燃烧

指燃烧反应在燃料表面进行，通常发生在几乎不含挥发分的燃料中，如木炭表面的燃烧。

（2）分解燃烧

当燃料的热解温度较低时，热解产生的挥发分析出后，与氧进行气相燃烧反应。当温度较低、挥发分未能点火燃烧时，将会冒出大量浓烟，浪费大量的能源。生物质的燃烧过程属于分解燃烧。 yyyyyyyyyyyyy

（3）蒸发燃烧

主要发生在熔点较低的固体燃料。燃料在燃烧前首先熔融为液态，然后再进行蒸发和燃烧（相当于液体燃料）。

6.生物质的燃烧过程

生物质燃烧过程比较复杂，一般来说可以分为以下四个阶段。

（1）预热和干燥阶段

在生物质燃烧的过程当中，当温度达到100℃时，生物质进入干燥阶段，水分开始蒸发。水分蒸发时需要吸收燃烧过程中释放的热量，会降低燃烧室的温度，减缓燃烧进程。

（2）挥发分析出及木炭形成阶段，又称干馏

当已经干燥的燃料持续加热时，挥发分开始析出。当挥发分析出完毕后，最后剩下的就是木炭。

（3）挥发分燃烧阶段

生物质高温热解析出的挥发分在高温下开始燃烧（为分解燃烧），同时，释放大量热，一般可提供占总热量70%的热量。

（4）固定碳燃烧阶段

在挥发燃烧阶段，消耗了大量的O2，减少了扩散到炭表面氧的含量，抑制了固定碳的燃烧；但是，挥发分的燃烧在炭粒周围形成火焰，提供炭燃烧所需的热量，随着挥发分的燃尽，固定碳开始发生氧化反应且逐渐燃尽，形成灰分。生物质固定碳含量较低，在燃烧中不起主要作用。

以上四个阶段中，前两个阶段，燃烧处于吸热状态，为后面的燃烧做好做好前期准备工作，成为燃烧前准备阶段，后两个阶段是放热过程。以上各个过程虽然是依次串联进行的，但也有一部分是重复进行的，各个阶段所经历的时间与燃料种类、成分和燃烧方式等因素有关。

7.燃烧要素与影响燃烧因素

从上述燃烧过程可知，要使燃料充分地燃烧，必须具备三个条件：一定的温度，合适空气量及与燃料良好的混合，足够的反应时间和空间，即燃烧“三要素”。温度是良好燃烧的首要条件，它的高低对生物质的干燥、挥发分析出和点火燃烧有着直接的影响。温度高，干燥和挥发分析出顺利，达到着火燃烧的时间也较短，点火容易。由于燃料所含的元素组成成分不同，燃料所需要的空气量也不同。过量空气的多少必须得当，进入炉膛或者燃烧器的空气太少，燃烧过程中氧气不足，燃烧不完全，就会浪费燃料；进入炉膛或燃烧器的空气过多，冷空气降低了燃烧温度，同时高速烟气还带走过多的热量，亦不利于燃烧。燃料燃烧需要一定时间，若无保证就会产生不完全燃烧，造成浪费。燃烧速度由化学反应和气流扩散所决定，影响反应的因素为温度、浓度和压力等；影响气流扩散的因素为空气与燃料的相对速度、气流扩散速度及传热速度等。温度对燃烧速度的影响符合以下规律

KK0eE

RT （3）

式中 K————表征化学反应速度的常量；

K0————与反应物有关的系数；

E————化学反应活化能，kJ/（kmolK）；

R————通用气体常数，8.314kJ/（kmolK）；

T————热力学温度，K。

气流扩散速度对燃烧速度的影响由氧气浓度决定，遵循以下关系式

MCk(cglcjt) （4） 式中 M————表征气流扩散速度的量；

Ck————扩散速度常数，主要取决于气流速度，与温度基本无关； cgl，cjt————气流和木炭表面的氧气浓度。

三、生物质燃烧技术展望

目前，生物质燃烧技术研究主要集中在高效燃烧、热电联产、过程控制、烟气净化、减少排放量与提高效率等技术领域，另外，对减少投资、降低运费等方面也进行了相关的研究。在热电联产领域，出现了热、电、冷联产，以热电厂为热源，采用溴化锂吸收式制冷技术提供冷水进行空调制冷，可以节省空调制冷的用电量；热、电、气联产则是以循环流化床分离出来的800~900℃的灰分作为干馏炉中的热源，用于干馏炉中的新燃料析出挥发分生产干馏器。流化床技术仍然是生物质高效燃烧技术的主要研究方向，特别像我国这样生物质资源丰富的国家，我国有12亿多人口，绝大多数居住在广大乡村和小城镇，其生活用能的主要方式仍然是直接燃烧。剩余物秸秆、淡菜松散型物料是农村居民的主要能源，因此开发研究高效的燃烧炉、提高使用热效率就显得尤为重要，这样既减少了有效资源的浪费又防止了环境污染。如今乡镇企业快速兴起，不仅带动了农村经济的发展，而且加速了化石能源尤其是煤的消费，因此开发改造乡镇企业用煤设备，用生物质代替燃煤在今后的研究开发中应战友重要的低位。把松散的农林剩余物进行粉碎分级处理后，加工成型为定型的燃料，结合专用技术和设备的开发，在我国将会有较大的市场前景，家庭和暖房取暖用的颗粒成型燃料的推广应用工作，将会是生物质成型燃料研究开发的热点。

参考文献

【1】张建安，刘德华 生物质能源利用技术 北京 化学工业出版社 2009.1

【2】刘荣厚 生物质能工程 北京 化学工业出版社 2009.9

【3】刘广青，董仁杰，李秀金 生物质能源转化技术 北京 化学工业出版社 2009.8

【4】吴占松，马润田，赵满成 生物质能利用技术 北京 化学工业出版社 2009.10

【5】张百良 生物能源技术与工程化 北京 科学出版社 2009

【6】维鲁·瓦雷斯（Villu Vares)主编，王革华，原鲲译 生物质燃料用户手册 北京 化学

工业出版社 2007.8

【7】钱伯章 生物质能技术与应用 北京 科学出版社 2010

【8】中国科学院生物质资源领域战略研究组 中国至2050年生物质资源科技发展路线图 北京 科学出版社 2009

【9】程备久等 生物质能学 北京 化学工业出版社 2008.1

【10】史济春，曹湘洪 生物燃料与可持续发展 北京 中国石化出版社 2007

【11】利斯贝思·奥尔森（L.Olsson）主编，曲音波等译 生物燃料 北京 化学工业出版社 2009.10