項目針對煤和生物質燃燒時各燃燒階段的礦物轉化行為和混燒減排作用機理等研究內容開展了空氣和氧燃料燃燒（O2/CO2）氣氛下的研究工作。分別研究了煤粉脫揮發分和焦燃燒過程中內在礦物和外在礦物的轉化行為，煤粉在氧/燃料燃燒條件下脫揮發分和焦燃燒過程對PM10排放的影響，生物質及生物質焦與煤混燒時的礦物轉化行為和顆粒物排放行為，具體研究內容包括：1. 煤和生物質燃燒時沿程各燃燒階段的礦物轉化行為：闡明了典型煤和生物質種類在燃燒的脫揮發分和焦燃燒階段中內在、外在礦物的轉化行為；獲得了富Ca、富Fe礦物交互反應的主要發生階段；揭示了O2/CO2氣氛脫揮發分階段和焦炭燃燒階段對礦物質轉化行為的影響。2. 沿程PM2.5各燃燒階段的貢獻與混燒減排的作用機理：獲得了O2/CO2氣氛脫揮發分階段和焦炭燃燒階段對顆粒物生成行為的影響；闡明了煤和生物質燃燒時生物質熱處理階段對空氣與O2/CO2燃燒時PM2.5的貢獻，烘焙焦與煤混燒的減排率均高于稻草原樣，顯示了熱預處理有利于提升超細顆粒物的減排率；通過向除灰后的固體燃料定量添加礦物質揭示了燃燒時特定元素向PM2.5轉化的機理，顯示揮發分燃燒階段更高的燃燒峰值溫度極大加強了煤燃燒后PM0.5的生成。3. 各燃燒階段生成PM2.5的礦物或元素來源分析：利用CCSEM開發了PM2.5單顆粒分析方法；追溯了煤和生物質燃燒時生物質熱處理階段顆粒物的礦物或元素來源；闡明了各賦存形態成灰元素向細顆粒物的轉化機制，易氣化元素的含量決定了PM1的生成量，而不是這些元素的賦存形態。 項目成果將推動煤與生物質燃燒顆粒物生成理論的發展，為未來生物質與煤混燒的工業應用提供技術支持。項目執行期發表第一/通訊作者SCI論文8篇（4篇基金號第一標注），授權發明專利1項，國際/國內會議報告4次。 2100433B

研究煤與生物質燃燒后PM2.5的生成機制，是緩解由高濃度PM2.5引發的霧霾的重要手段。近年來興起的氧-燃料（O2/CO2）燃燒技術，比傳統空氣燃燒技術更具污染物減排優勢。本項目基于氧-燃料燃燒技術，設計沿程取樣實驗獲得表征煤與生物質脫揮發分后階段，以及焦燃燒初期、中期、燃盡階段的焦樣與灰樣，同時采用承重分析儀（DGI）收取各燃燒階段的PM2.5。借助計算機控制掃描電鏡（CCSEM）、ICP-AES等多種分析技術進行原樣、焦樣、灰樣與PM2.5的物化性質分析。項目意在解決煤和生物質單燒與混燒時，爐內沿程轉化過程中的一系列關鍵科學問題：沿程各燃燒階段的礦物轉化行為；各燃燒階段對PM2.5的排放貢獻；混燒時各燃燒階段的減排能力與作用機理；各燃燒階段生成PM2.5的礦物或元素來源分析等。本項目將獲知礦物源PM2.5主要的生成階段與燃料中礦物或元素來源，從而為尋求PM2.5的減排方法提供科學依據。

煤氣燃燒是一種化學變化。在燃燒充分的情況下，煤氣燃燒后會生成二氧化碳和水（以蒸汽形式出現），在燃燒不充分的情況下，則會生成一氧化碳，二氧化碳，水（以蒸汽形式出現）。

生物質燃燒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質，按一定比例摻混，利用秸稈壓塊機，將生物質中的木質素、纖維素、半纖維素等與煤粘結性的差異經壓制進行燃燒。生物質在其中既起粘結作用又起助燃作用。

生物質型煤技術將不可再生的化石燃料(煤炭)和可再生的生物質能(生物質燃料)巧妙的結合在一起，這一結合預示著一種極有生命力的復合新能源的誕生，這一結合為生物質的大規模工業化利用提供了可能的有效途徑，這一結合為我國工業型煤的加速推廣應用注入了新的活力，這一結合對于開辟能源新領域，促進環保效益及生態的良性循環，加快國民經濟持續穩定的發展有著極其重要的意義。2100433B

生物質燃燒器原理

原料是廢木料及農作物廢料為原材料壓縮成類似飼料顆粒一樣的生物質木顆粒，通過自動送料裝置將生物質顆粒送入燃燒室進行直接燃燒，而燃燒后的熱能可直接供應給，鍋爐，噴涂、壓鑄、制衣、酒店、熱處理等供熱設備使用。加工后的木顆粒在燃燒室中充分燃燒，含硫率較低，大多數人對生物質產品具有節能、環保、使用方便的特性認識不夠，甚至許多用熱能單位根本就不知道有生物質產品，更談不上認識和應用。

生物質燃燒器特點

?無焦油，無結焦，燃燒效率高，節能效果顯著；

?實現無黑煙、低塵、低硫、低碳的清潔排放，環保性能好；

?實現智能控制。