生物质三组分燃烧特性及动力学研究
摘要：本文综述了木质纤维素类生物质燃烧研究现状和纤维素、半纤维素和木质素燃烧国内外研究现状，具体分析了木质纤维素类生物质三大组分——纤维素、半纤维素和木质素的基本燃料特性、燃烧特性及相关动力学特性，特别探讨不同组分的燃烧过程动力学特征。
关键词：生物质；燃烧特性；动力学；热重分析
1. 引言
随着全球经济和工业的迅速发展，能源可持续发展已经各国首要考虑的问题。人类的诸多活动如做饭、取暖、制造、发电和交通运输等都需要能源的支持，因此能源供应是现代社会的基本需求。大部分能源的供给来源于燃料的燃烧，由于化石燃料消耗殆尽，开发清洁可再生燃料已经迫在眉睫。
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能并存储在生物质中，这种形式的能量成为生物质能，它是以生物质为载体的能量。人类很早就开始使用生物质来满足日常生活中的能源需求，尤其是在农村地区，它往往是唯一可获得和负担得起的能源。生物质能源是当今能源的重要组成部分之一，它可以减少我们对传统化石燃料产品的依赖。目前，在世界能源消耗中，生物质占总能耗的14%，是全球第四大能源。生物质是许多发展中国家的主要能源，这一比例高达20%至33%，但对工业化国家来说，生物质约占总能源供应的9%至14%。在发展中国家的较贫困地区，很大一部分居民采用生物质燃料来烹饪和取暖，而不是用于商业目的。通过一些化学、物理和生物转化过程，生物质可以转化为固体、液体和气体燃料。当今，生物质能源被广泛应用于工业化国家的发电、运输燃料和重工业热能生产等。
生物质燃料分布范围广、资源丰富，它可通过植物的光合作用进行再生产且转化和利用技术多种多样。现阶段已有诸多生物质利用技术应用于生产实践中。包括生物质与煤共燃技术、生物质气化技术、生物质热解技术等。同时，就环境问题而言，生物质能源有较好的利用前景。生物质利用过程中具有CO2零排放特性，而且生物质中硫、氮等元素含量较低，燃烧后产生的污染有害气体和灰尘排放量比化石燃料小得多，因此应用生物质能源可有效的保护环境。此外，生物质能源主要来源于木材及其废弃物(64%)，其次是城市固体废弃物(24%)、农业废弃物(5%)和垃圾填埋气体(5%)。秸秆焚烧、城市垃圾处理不仅使大量的生物质能源未得到有效利用，而且造成了环境污染问题。加强对合理利用生物质能源的研究，不仅可以缓解能源危机，还可以有效地解决垃圾处理问题，并循环利用一些废弃物，达到节能的效果。只有深入研究生物质的燃烧特性，才能更有效地燃烧利用农业生物质，使生物质的能源利用率达到最高，从而解决能源供应不足的问题。同时，生物质主要由3组分组成，它们占据了生物质90%以上的质量。因此研究生物质燃料的燃烧特性，就得了解生物质三组分的燃烧特性。
在不远的将来，全球人口将达到惊人的数量，人们对于能源的需求也急剧增长。为了人类的可持续发展，我们必须找出化石燃料的替代品或补充品。生物质被普遍认为将会部分替代或补充化石能源，成为将来人类赖以生存的重要能源。可见，对生物质能源的开发与研究具有重大意义。
2.木质纤维素类生物质燃烧研究现状
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