典型生物质燃烧特性研究+文献综述(3)
由于课题研究的需要，我们将从生物质有效利用的角度考虑，将生物质分为两种形式。如图 1-1 以及图 1-2所示。
图 1-1 生物质资源的分类（一）
图 1-2 生物质资源的分类（二）
在图 1-2 的分类中，农林水产业类生物质包括初始利用的资源和由其产生的废弃物，但在图 1-1 的分类中，则有部分被列入种植型生物质的范畴中，种植型生物质是指未来以能源生产为主要目的的生物质，因此在不同的分类中，可能存在着交集。
在考虑到研究的取材方便和经济性，同时考虑到实验数据的可靠性，决定用树叶、树枝以及稻壳三种生物质作为实验原料。
1.2 国内外研究成果
作为生物质能的载体，生物质是以实物存在的，相对与风能、水能、太阳能、潮汐能，生物质是唯一可存储和运输的可再生能源。生物质能的组织结构与常规的化石燃料相似，它的利用方式也与化石燃料相似。常规能源的利用技术无需做多大的改动，就可以应用于生物质能。生物质能的转化利用途径主要包括物理转化、化学转化、生物转化等。可以转化为二次能源，分别为热能或电力、固体燃料、液体燃料和气体燃料等。图1-3为目前生物质的主要转化方式。
图1-3 目前生物质的主要转化方式
1.2.1 生物质物理转化
物理转化主要是指生物质的固化，生物质固化是生物质能利用技术的一个重要方面。生物质固化就是将生物质粉碎至一定的平均粒径，不添加粘结剂，在高压条件下，挤压成一定形状。其粘结力主要是靠挤压过程所产生的热量，使得生物质中木质素产生塑化粘结，成型物再进一步碳化制成木炭。物理转化解决了生物质形状各异、堆积密度小且较松散、运输和存储使用不方便等问题，提高了生物质的使用效率，但固体在运输方面不如气体、液体方便。另外，该技术要真正达到商品化阶段，尚存在机组可靠性较差、生产能力与耗能、原料粒度与水分、包装与设备配套等方面的问题。
1.2.2 生物质化学转化
生物质化学转变主要包括以下几个方面：直接燃烧、液化、气化、热解、酯交换等。
（1）直接燃烧 利用生物质原料生产热能的传统办法是直接燃烧，燃烧过程中产生的能量可被用来产生电能或供热。在生物质燃烧用于烧饭、加热房间的过程中，能量的利用效率极低，只能达到10%~30%左右。而在高效率的燃烧装置中，生物质能的利用效率可获得较大幅度的提高，接近石化能源的利用效率。供热厂的设备主要由生物质原料干燥器、锅炉和热能交换器等组成。早期开发应用的炉栅式锅炉和旋风锅炉，由于大量热能补课避免地从烟道丢失，其热能转换效率小于26%。
（2）生物质的热解 热解就是将生物质转化为更为有用的燃料，是热化学转化方法之一。在热解过程中，生物质经过在无氧条件下加热或在缺氧条件下不完全燃烧后，最终可以转化成高能量密度的气体、液体和固体产物。热解技术很早就为人们所掌握，人们通过这一方法将木材转化成高热值的木炭和其他有用的产物。在这一转化过程中，随着反应温度的升高，作为原料的木材会在不同温度区域发生不同的反应。通过改变反应条件，人们可以控制不同形态热解产物的产量。降低反应温度、提高加热速率、减少停留时间可获得较多的液态产物；降低反应温度和加热速率可获得较多的固体产物；提高反应温度、降低加热速率、延长停留时间可获得较多的气体产物。由于液体产品容易运输和贮存，国际上近来很重视这类技术。最近国外又开发了快速热解技术，即瞬时裂解，制取液体燃料油，液化油产率以干物质计，可得70%以上，该方法是一种很有开发前景的生物质应用技术。
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