1、燃燒過(guò)程
目前對(duì)生物質(zhì)成型燃料燃燒特性是在原生物質(zhì)燃燒性質(zhì)基礎(chǔ)上進(jìn)行研究。
生物質(zhì)成型燃料燃燒機(jī)理的實(shí)質(zhì)是屬于靜態(tài)滲透式擴(kuò)散燃燒。該燃料在家用爐中燃燒與在鍋爐中的燃燒同樣經(jīng)歷了四個(gè)階段,總時(shí)間約為50min。
第1步:揮發(fā)分析出燃燒。由于成型燃料結(jié)構(gòu)密實(shí),可燃揮發(fā)氣體釋放速度慢,與空氣接觸表面積面遠(yuǎn)小于原生物質(zhì),所以點(diǎn)火開(kāi)始,當(dāng)燃料周?chē)h(huán)境溫度達(dá)到350℃時(shí),部分可燃?xì)怏w和氧氣的放熱化學(xué)反應(yīng)在燃料表面形成外圍藍(lán)色中心橙紅色的長(zhǎng)焰,燃燒無(wú)力;同時(shí)有部分未完全燃燒揮發(fā)分和水分形成黃色煙排出。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該過(guò)程持續(xù)時(shí)間為10min,燃料周?chē)h(huán)境溫度不斷升高,煙囪中不再有太多煙排出,燃燒漸趨穩(wěn)定;
第2步:表面焦炭過(guò)渡區(qū)燃燒。溫度升高使成型燃料表面的固體可燃物開(kāi)始燃燒,而同時(shí)其表面仍有較少的揮發(fā)分燃燒,火焰從橙紅色過(guò)渡到橙色、藍(lán)色,并逐漸形成外圍藍(lán)色中心黃色的火焰.該過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行,明火開(kāi)始增多,燃燒變得更加穩(wěn)定,火力開(kāi)始變得強(qiáng)烈;
第3步:滲透擴(kuò)散燃燒。燃燒向燃料更深層滲透,焦碳的擴(kuò)散燃燒占主導(dǎo),燃燒產(chǎn)物co2、co及其它氣體向外擴(kuò)散,行進(jìn)中co不斷與02結(jié)合生成co,燃料表層生成薄灰殼,外層包圍著淡藍(lán)色短火焰;燃燒進(jìn)一步向燃料深層發(fā)展,在層內(nèi)主要進(jìn)行焦碳燃燒(即c+oi=CO),在球表面進(jìn)行一氧化碳的氣體燃燒(即co+o= Co2),形成比較厚的的灰殼,較少的短火焰包圍著燃料;
第4步:灰燼形成.燃燼灰殼不斷加厚,可燃物基本燃盡,灰球表面幾乎看不出火焰,燃料變成暗紅色,灰殼松散,無(wú)結(jié)渣。
同時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)成型燃料燃燒過(guò)程中,部位不同燃燒先后順序也有差別,如下組圖2.4所示.燃料燃燒順序?yàn)椋喝剂蠄A柱面→燃料壓縮表面一燃燼附著在燃料表面一燃燒深入一燃燼滑落一燃燒繼續(xù)深入并持續(xù)一燃燒結(jié)束.
2、燃燒模式
原生物質(zhì)與研究中用到的燃料原料是一樣的,但后者畢竟經(jīng)過(guò)了壓制成型,結(jié)構(gòu)密致,密度較大。雖然原生物質(zhì)為研究生物質(zhì)成型燃料提供了理論基礎(chǔ),但后者燃燒特點(diǎn)畢竟不能通過(guò)前者簡(jiǎn)單類比或相加所得。透過(guò)在燃燒爐中試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)表明,無(wú)論是何種原料,生物質(zhì)成型燃料的燃燒為第一種模式,即揮發(fā)分先析出燃燒,而后是固定碳燃燒。