A、燃料種類對(duì)生物質(zhì)燃燒速率的影響
根據(jù)馬某將玉米秸稈、小麥秸稈和稻稈三種秸稈在直徑、密度、質(zhì)量相同或相近的成型燃料放入900℃的馬弗爐中進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果，不同秸稈的成型顆粒燃料具有不同的燃燒速率，但呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律。即燃燒初期(0～5min)燃燒速率快，中期(5～10min)逐漸變慢，后期(10～20min)燃燒速率最慢且趨于平穩(wěn)。這是因?yàn)槿紵跗谥饕菗]發(fā)分的燃燒，這時(shí)揮發(fā)分濃度最大且基本上沒(méi)有灰殼的阻礙作用。燃燒中期是揮發(fā)分和炭的混合燃燒。該階段揮發(fā)分濃度較低，灰殼的逐漸加厚也阻礙揮發(fā)分向外溢出的速度。燃燒后期主要是炭和少量殘余揮發(fā)分的燃燒，不斷加厚的灰層使氧氣向內(nèi)滲透和燃燒產(chǎn)物的向外擴(kuò)散明顯受阻，降低了燃燒速率。在整個(gè)燃燒過(guò)程中，揮發(fā)分含量高的小麥秸稈和玉米秸稈燃燒速度衰減較快。又由于小麥秸稈的灰分小于玉米秸稈的灰分，其燃燒過(guò)程中灰層的阻礙小于玉米秸稈，因此小麥秸稈燃燒速率的衰減速率略大于玉米秸稈；而揮發(fā)分含量較低、灰分含量較高的稻稈燃燒速率衰減較慢。另外三種秸稈均在燃燒到15 min時(shí)速率趨于平穩(wěn)且基本燃盡，秸稈顆粒機(jī)壓制的玉米秸稈顆粒燃料如下圖所示：
B、溫度對(duì)生物質(zhì)燃燒速率的影響反應(yīng)速率一般隨溫度的升高而增大，實(shí)驗(yàn)表明，溫度每增加100℃，反應(yīng)速率可增加1～2倍。溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響表現(xiàn)在反應(yīng)常數(shù)忌上，可用阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式表示：
K=k0e-E/RT
式中，K為化學(xué)反應(yīng)常數(shù)；k0為頻率因子；R為普適氣體常數(shù)，取8. 31kj/(kmol·K)；E為活化能；T為熱力學(xué)溫度，K。
對(duì)于生物質(zhì)顆粒燃料，爐膛溫度對(duì)燃燒速率的影響在第一個(gè)5 min內(nèi)，這是因?yàn)樵谌紵跗诮斩挸尚腿剂蟽?nèi)部的揮發(fā)分濃度相同，溫度起著主要作用，隨后，燃料內(nèi)部的揮發(fā)分濃度發(fā)生了變化，燃燒同時(shí)受溫度和揮發(fā)分濃度的影響，并使揮發(fā)分濃度成了控制燃燒速率的主要因素。隨著可燃物的基本燃盡，二者燃燒速率趨于一致且平穩(wěn)。
C、空氣供給對(duì)生物質(zhì)燃燒速率的影響
生物質(zhì)的高位發(fā)熱量及過(guò)量空氣系數(shù)是影響燃燒溫度的重要因素。適當(dāng)?shù)目諝饬亢涂諝夤┙o方式是保證生物質(zhì)充分燃燒的條件之一。過(guò)多的空氣供給，會(huì)吸收燃燒產(chǎn)生的熱量，降低燃燒溫度，淡化可燃?xì)怏w的濃度，使化學(xué)反應(yīng)減慢；過(guò)少的空氣供給或空氣受阻，分配不良，會(huì)使可燃?xì)怏w未經(jīng)燃燒而逸出。
在生物質(zhì)燃燒初期(0～5 min)，供風(fēng)量越小，燃燒初期相對(duì)燃燒速率越大，在中期(5～10 min)，供風(fēng)量大的相對(duì)燃燒速率較大。這是因?yàn)橛捎谌紵跗诮斩挸尚腿剂蟽?nèi)部揮發(fā)分濃度相同，由于進(jìn)風(fēng)量的不同使?fàn)t溫降低的程度不同造成的。
D、氣流擴(kuò)散速率對(duì)燃燒速率的影響
氣流擴(kuò)散速率主要是指到達(dá)燃料表面的氧的濃度。
M= Ck (Cgl - cjt)
式中，M為單位時(shí)間內(nèi)氧擴(kuò)散到固體表面上的量；Ck為質(zhì)量交換系數(shù)；Cgl、cjt為氣流和生物質(zhì)表面上的氧濃度。
氧氣到達(dá)生物質(zhì)表面的速率受生物質(zhì)顆粒的大小、氣流中氧氣的濃度及壓力等因素的影響。燃燒過(guò)程中，氣流擴(kuò)散越快，氧氣越能及時(shí)到達(dá)生物質(zhì)表面，燃燒速率越快；但是較大的氣流速率將降低燃燒室的溫度，同時(shí)高速煙氣還帶走了較多的熱量，不利于燃燒。
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