研究煤与生物质燃烧后PM2.5的生成机制，是缓解由高浓度PM2.5引发的雾霾的重要手段。近年来兴起的氧-燃料（O2/CO2）燃烧技术，比传统空气燃烧技术更具污染物减排优势。本项目基于氧-燃料燃烧技术，设计沿程取样实验获得表征煤与生物质脱挥发分后阶段，以及焦燃烧初期、中期、燃尽阶段的焦样与灰样，同时采用承重分析仪（DGI）收取各燃烧阶段的PM2.5。借助计算机控制扫描电镜（CCSEM）、ICP-AES等多种分析技术进行原样、焦样、灰样与PM2.5的物化性质分析。项目意在解决煤和生物质单烧与混烧时，炉内沿程转化过程中的一系列关键科学问题：沿程各燃烧阶段的矿物转化行为；各燃烧阶段对PM2.5的排放贡献；混烧时各燃烧阶段的减排能力与作用机理；各燃烧阶段生成PM2.5的矿物或元素来源分析等。本项目将获知矿物源PM2.5主要的生成阶段与燃料中矿物或元素来源，从而为寻求PM2.5的减排方法提供科学依据。

项目针对煤和生物质燃烧时各燃烧阶段的矿物转化行为和混烧减排作用机理等研究内容开展了空气和氧燃料燃烧（O2/CO2）气氛下的研究工作。分别研究了煤粉脱挥发分和焦燃烧过程中内在矿物和外在矿物的转化行为，煤粉在氧/燃料燃烧条件下脱挥发分和焦燃烧过程对PM10排放的影响，生物质及生物质焦与煤混烧时的矿物转化行为和颗粒物排放行为，具体研究内容包括：1. 煤和生物质燃烧时沿程各燃烧阶段的矿物转化行为：阐明了典型煤和生物质种类在燃烧的脱挥发分和焦燃烧阶段中内在、外在矿物的转化行为；获得了富Ca、富Fe矿物交互反应的主要发生阶段；揭示了O2/CO2气氛脱挥发分阶段和焦炭燃烧阶段对矿物质转化行为的影响。2. 沿程PM2.5各燃烧阶段的贡献与混烧减排的作用机理：获得了O2/CO2气氛脱挥发分阶段和焦炭燃烧阶段对颗粒物生成行为的影响；阐明了煤和生物质燃烧时生物质热处理阶段对空气与O2/CO2燃烧时PM2.5的贡献，烘焙焦与煤混烧的减排率均高于稻草原样，显示了热预处理有利于提升超细颗粒物的减排率；通过向除灰后的固体燃料定量添加矿物质揭示了燃烧时特定元素向PM2.5转化的机理，显示挥发分燃烧阶段更高的燃烧峰值温度极大加强了煤燃烧后PM0.5的生成。3. 各燃烧阶段生成PM2.5的矿物或元素来源分析：利用CCSEM开发了PM2.5单颗粒分析方法；追溯了煤和生物质燃烧时生物质热处理阶段颗粒物的矿物或元素来源；阐明了各赋存形态成灰元素向细颗粒物的转化机制，易气化元素的含量决定了PM1的生成量，而不是这些元素的赋存形态。 项目成果将推动煤与生物质燃烧颗粒物生成理论的发展，为未来生物质与煤混烧的工业应用提供技术支持。项目执行期发表第一/通讯作者SCI论文8篇（4篇基金号第一标注），授权发明专利1项，国际/国内会议报告4次。 2100433B

煤气燃烧是一种化学变化。在燃烧充分的情况下，煤气燃烧后会生成二氧化碳和水（以蒸汽形式出现），在燃烧不充分的情况下，则会生成一氧化碳，二氧化碳，水（以蒸汽形式出现）。

生物质燃烧法是指破碎成一定粒度和干燥到一定程度的煤及可燃生物质，按一定比例掺混，利用秸秆压块机，将生物质中的木质素、纤维素、半纤维素等与煤粘结性的差异经压制进行燃烧。生物质在其中既起粘结作用又起助燃作用。

生物质型煤技术将不可再生的化石燃料(煤炭)和可再生的生物质能(生物质燃料)巧妙的结合在一起，这一结合预示着一种极有生命力的复合新能源的诞生，这一结合为生物质的大规模工业化利用提供了可能的有效途径，这一结合为我国工业型煤的加速推广应用注入了新的活力，这一结合对于开辟能源新领域，促进环保效益及生态的良性循环，加快国民经济持续稳定的发展有着极其重要的意义。2100433B

生物质燃烧器原理

原料是废木料及农作物废料为原材料压缩成类似饲料颗粒一样的生物质木颗粒，通过自动送料装置将生物质颗粒送入燃烧室进行直接燃烧，而燃烧后的热能可直接供应给，锅炉，喷涂、压铸、制衣、酒店、热处理等供热设备使用。加工后的木颗粒在燃烧室中充分燃烧，含硫率较低，大多数人对生物质产品具有节能、环保、使用方便的特性认识不够，甚至许多用热能单位根本就不知道有生物质产品，更谈不上认识和应用。

生物质燃烧器特点

►无焦油，无结焦，燃烧效率高，节能效果显著；

►实现无黑烟、低尘、低硫、低碳的清洁排放，环保性能好；

►实现智能控制。