楊淑貞， 蔣呂嘯， 盛昌棟

(東南大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院， 南京 210096)

煤粉燃燒電廠通過(guò)共燃方式部分利用生物質(zhì)發(fā)電，可降低溫室氣體CO2及常規(guī)污染物NOx、SO2的排放[1]。由共燃逐漸過(guò)渡到生物質(zhì)完全替代燃煤發(fā)電，是大型煤粉燃燒電廠減排CO2、增加燃料靈活性以適應(yīng)電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)[2]。在我國(guó)，生物質(zhì)發(fā)電是目前利用生物質(zhì)能的主導(dǎo)方式，主要通過(guò)小型爐排爐和循環(huán)流化床機(jī)組直接燃燒生物質(zhì)。盡管如此，煤粉燃燒機(jī)組部分摻燒生物質(zhì)也已有一定的工程應(yīng)用[3-6]。近年來(lái)，受國(guó)家政策驅(qū)動(dòng)，大型煤粉燃燒電廠耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用日益增多，包括生物質(zhì)粉(秸稈類燃料)和污水污泥的直接摻燒[7]。

與煤粉燃燒一樣，生物質(zhì)粉燃燒一般包括熱解、揮發(fā)分析出和焦炭燃燒三個(gè)主要階段[8]。與大多數(shù)煤粉顆粒呈近似球形不同，生物質(zhì)的纖維質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其不易被粉碎，粉碎后的顆粒尺寸較大且呈棒狀、條狀、片狀等不規(guī)則形狀，即使是同一篩分尺寸的顆粒也具有顯著的尺寸和形狀不均勻性，這些特征顯著影響顆粒的熱解、著火和燃燒過(guò)程[9-13]。因此，研究生物質(zhì)粉顆粒尺寸、形態(tài)和其在燃燒過(guò)程中的演變，對(duì)于合理描述生物質(zhì)粉燃燒及成灰過(guò)程，指導(dǎo)燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)、改造及運(yùn)行等至關(guān)重要[13-15]。

對(duì)生物質(zhì)粉熱解時(shí)顆粒尺寸和形態(tài)的變化，國(guó)內(nèi)外已有較多的研究[8,16-23]，結(jié)果表明：熱解過(guò)程中顆粒尺寸和形態(tài)變化顯著，且取決于生物質(zhì)的種類、特性，以及熱解條件(如溫度和加熱速度)等。而對(duì)焦燃燒和成灰過(guò)程中尺寸和形態(tài)變化的研究，尤其是定量的研究則很少。筆者以我國(guó)典型農(nóng)業(yè)剩余物燃料(稻殼、麥秸和玉米秸)為對(duì)象，通過(guò)高溫?zé)峤夂腿紵龑?shí)驗(yàn)分別獲得焦顆粒和灰顆粒的樣品，然后借助掃描電子顯微鏡(SEM)圖像處理技術(shù)，對(duì)三種生物質(zhì)的粉、焦和灰顆粒的尺寸和形態(tài)進(jìn)行定量的統(tǒng)計(jì)分析，探索燃燒過(guò)程中生物質(zhì)的粉、焦和灰顆粒的尺寸和形態(tài)之間的內(nèi)在關(guān)系，以及溫度、燃燒氣氛等因素的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 高溫?zé)峤夂腿紵龑?shí)驗(yàn)

稻殼、麥秸和玉米秸原料在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行破碎，通過(guò)篩分得到250～300 μm的生物質(zhì)粉，其組成分析見(jiàn)表1。三種生物質(zhì)粉揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，在70%左右，其灰分含量則因生物質(zhì)種類的不同而有所差異。

表1 三種生物質(zhì)粉的工業(yè)分析和元素分析 %

對(duì)三種生物質(zhì)粉的實(shí)驗(yàn)室灰進(jìn)行灰熔融特性分析，得到灰熔融特征溫度見(jiàn)表2。

表2 三種生物質(zhì)粉的灰熔融特征溫度 ℃

由表2可以看出：稻殼的灰熔點(diǎn)相對(duì)較高，而麥秸和玉米秸的灰熔點(diǎn)則很低，在實(shí)驗(yàn)溫度(900～1 300 ℃)下更易熔融軟化。

熱解和燃燒均在高溫沉降爐(見(jiàn)圖1)中進(jìn)行，爐溫設(shè)定為900～1 300 ℃。

熱解在N2氣氛中進(jìn)行，其中添加體積分?jǐn)?shù)約1%的O2，以燃燒部分揮發(fā)分，避免生成大量焦油、煙黑等物質(zhì)對(duì)熱解過(guò)程產(chǎn)生影響[24]；燃燒則分別在體積分?jǐn)?shù)為21%的O2和體積分?jǐn)?shù)為79%的N2氣氛(簡(jiǎn)稱21%O2/N2)和體積分?jǐn)?shù)為21%的O2和體積分?jǐn)?shù)為79%的CO2氣氛(簡(jiǎn)稱21%O2/CO2)下進(jìn)行，以研究燃燒氣氛對(duì)顆粒成灰的影響。進(jìn)行熱解和燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，在沉降爐上部給樣，給粉質(zhì)量流量均為14 g/h，顆粒在爐中停留約2 s，在沉降爐下部以水冷N2取樣管收集反應(yīng)產(chǎn)物，并利用濾筒收集熱解產(chǎn)物焦顆?；蛉紵a(chǎn)物灰顆粒，并將其用于后續(xù)的特性分析。

圖1 高溫沉降爐示意圖

1.2 顆粒的尺寸和形態(tài)表征方法

利用SEM觀察實(shí)驗(yàn)收集的焦顆粒、灰顆粒和相應(yīng)生物質(zhì)粉，獲得SEM圖像。應(yīng)用數(shù)字圖像處理軟件ImageJ對(duì)SEM圖像進(jìn)行處理和分析，得到顆粒的寬度(W)、長(zhǎng)度(L)、投影面積(A)和投影周長(zhǎng)(P)等基本參數(shù)，其中W和L分別為二維投影圖像中顆粒的最小和最大Feret直徑(Feret直徑是指在顆粒投影輪廓上任意角度的兩條平行切線之間的距離)?；诨緟?shù)，得到尺寸和形態(tài)特征參數(shù)的計(jì)算公式[25]為：

Deq=(LW2)1/3

(1)

H=W/L

(2)

C=4πA/P2

(3)

R=4A/(πL2)

(4)

S=(D90-D10)/D50

(5)

式中：Deq為等效直徑，是指與所分析的顆粒具有相同體積與表面積比的球體的直徑，常用于描述形狀不規(guī)則的顆粒；H為橫縱比，是最常用的描述顆粒形態(tài)的形狀因子，當(dāng)H接近于1時(shí)表示顆粒接近球形或方形[26]；C為圓形度，表示在二維分析中顆粒角的棱角度或銳度，圓形顆粒的C為1，方形顆粒的C為0.785；R為圓度，表示顆粒輪廓棱角度的又一個(gè)指標(biāo)，圓形顆粒的R為1[27-28]；S為相對(duì)跨度，表示顆粒粒徑分布的范圍，S越小，表示顆粒分布越窄[29]；D90、D50、D10分別為粒徑小于D90、D50、D10的顆粒占總顆粒數(shù)的90%、50%、10%的等效直徑。此外，用變化率表示各參數(shù)相對(duì)于原生物質(zhì)粉的變化程度，變化率越大，表明各參數(shù)變化越大。對(duì)于每種實(shí)驗(yàn)條件，圖像處理分析的顆粒數(shù)至少在1 000個(gè)以上，以保證分析結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物質(zhì)粉、焦和灰的顆粒形貌

生物質(zhì)粉的SEM圖像見(jiàn)圖2。由圖2可以看出：三種生物質(zhì)粉顆粒的形態(tài)差異顯著，即使是同一種生物質(zhì)，其顆粒形態(tài)也具有明顯差別。大部分稻殼粉顆粒呈不規(guī)則形狀，也有不少顆粒近似呈正方形或長(zhǎng)方形片體，部分顆粒表面紋路清晰可見(jiàn)并且呈現(xiàn)典型的稻殼特征；麥秸粉顆粒除了存在部分表面帶有毛刺的細(xì)長(zhǎng)圓柱狀顆粒外，還存在大量形狀不規(guī)則的薄片狀顆粒及少量絮狀顆粒；玉米秸粉顆粒的形狀多種多樣，大多數(shù)顆粒生物組織本身的蓬松、多孔結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn)，并且存在較多形狀極不規(guī)則的蓬松絮狀顆粒和部分長(zhǎng)方形片體顆粒，以及少量近圓柱狀顆粒。

圖3是生物質(zhì)粉經(jīng)1 100 ℃熱解后所得焦顆粒的SEM圖像，三種生物質(zhì)粉熱解后顆粒形態(tài)均發(fā)生明顯變化。

圖2 三種生物質(zhì)粉的SEM圖

圖3 三種生物質(zhì)粉1 100 ℃熱解后焦顆粒的SEM圖

由圖3(a)可以看出：大部分稻殼焦顆粒仍保持著與原生物質(zhì)粉顆粒相同的清晰表面紋路，這主要?dú)w因于稻殼本身的高SiO2含量[18-19]；但是，大部分顆粒由扁平片狀變?yōu)榫砬鶢钋冶砻嬗休^明顯的瘤狀凸起，部分顆粒內(nèi)部中空并出現(xiàn)疏松的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，且伴有碎片的產(chǎn)生，這可能是因?yàn)闊峤膺^(guò)程中有機(jī)質(zhì)發(fā)生了軟化，揮發(fā)分的釋放導(dǎo)致內(nèi)部中空[24]，而揮發(fā)物快速釋放所引起的內(nèi)部壓力過(guò)高也可能導(dǎo)致一些顆粒的破碎[8]?？傊?，稻殼焦顆粒的形態(tài)呈現(xiàn)出稻殼粉高溫?zé)峤饨沟牡湫吞匦訹20]。由圖3(b)可以看出：麥秸焦顆粒較麥秸粉顆粒顯著變小，一些長(zhǎng)條狀顆粒卷曲，部分薄片狀顆粒表面出現(xiàn)孔洞，可能是揮發(fā)分析出導(dǎo)致的；除了出現(xiàn)大量不規(guī)則的小碎片意味著顆粒破碎外，還出現(xiàn)近球形甚至球形的顆粒，這主要是因?yàn)辂溄沼袡C(jī)質(zhì)軟化，以及其中較低的硅酸鹽含量和較高的堿含量導(dǎo)致焦顆粒形狀從圓柱形到接近球形變化[19]。由圖3(c)可以看出：大部分玉米秸焦顆粒呈橢球形、近圓柱形和近球形，內(nèi)部中空，表面粗糙并帶有孔洞，這些顆?？赡苡膳钏尚鯛铑w粒轉(zhuǎn)化形成，其球形化也反映出熱解過(guò)程中有機(jī)質(zhì)的軟化；其中也有一些不規(guī)則碎片，這可能是由玉米秸粉中片狀顆粒轉(zhuǎn)化形成的。

圖4是三種生物質(zhì)粉在21%O2/N2氣氛下經(jīng)1 100 ℃燃燒所得灰顆粒的SEM圖像。

圖4 三種生物質(zhì)粉1 100 ℃燃燒后灰顆粒(21%O2/N2)的SEM圖

由圖4(a)可以看出：與焦顆粒相比，稻殼灰顆粒形態(tài)整體上變化不明顯，但是顆粒呈現(xiàn)出更加明顯的疏松多孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，且光滑的外表面附著大量細(xì)微顆粒，這與KRISHNARAO R V等[23]觀察到的現(xiàn)象一致，表明焦燃燒和成灰過(guò)程中顆粒形態(tài)變化不大。由圖4(b)可以看出：與焦顆粒相比，麥秸灰中除了有大量表面帶有孔洞的薄片顆粒和不規(guī)則碎片外，球形小顆粒顯著增多；隨著燃燒溫度升高，球形顆粒的數(shù)量呈增加的趨勢(shì)，這意味著一些焦顆粒在燃盡成灰過(guò)程中由于灰熔點(diǎn)低出現(xiàn)了明顯的融聚而形成圓球顆粒。由圖4(c)可以看出：玉米秸粉燃燒也生成了大量的球形顆粒，這意味著焦燃燒過(guò)程中出現(xiàn)了灰融聚，但是相當(dāng)多的柱狀顆粒反映出柱狀焦顆粒的形態(tài)變化不大；大量碎屑的出現(xiàn)可能是因?yàn)橛衩捉兆陨淼慕Y(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致燃燒后灰顆粒韌性降低、脆性增加而使顆粒破碎[21]。

圖5是三種生物質(zhì)粉在21%O2/CO2氣氛下經(jīng)1 100 ℃燃燒所得灰顆粒的SEM圖。

圖5 三種生物質(zhì)1 100 ℃燃燒后灰顆粒(21%O2/CO2)的SEM圖

由圖5可以看出：與21%O2/N2氣氛(見(jiàn)圖4)相比，21%O2/CO2氣氛下生成的稻殼灰顆粒的形態(tài)變化并不明顯，而麥秸與玉米秸灰顆粒中的小碎片則相對(duì)減少，這可能是由燃燒氣氛不同導(dǎo)致的，需要通過(guò)具體特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證。通過(guò)比較生物質(zhì)粉、焦和灰的顆粒形態(tài)可得，灰顆粒的形態(tài)很大程度上取決于生物質(zhì)粉及其焦顆粒的形態(tài)。

為了進(jìn)一步描述顆粒尺寸和形態(tài)在熱解和燃燒過(guò)程中的演變，基于數(shù)字圖像分析獲得尺寸和形態(tài)參數(shù)。圖6為玉米秸粉等效直徑分布。由圖6可以看出：玉米秸粉的等效直徑分布較窄。其他樣品圖像也可觀察到類似的圖形趨勢(shì)。

圖6 玉米秸粉等效直徑分布

圖7為三種生物質(zhì)粉、焦和灰顆粒等效直徑的相對(duì)跨度。

圖7 三種生物質(zhì)粉、焦和灰顆粒等效直徑的相對(duì)跨度

由圖7可以看出：熱解和燃燒后顆粒等效直徑相對(duì)跨度仍較小。這表明顆粒分布相對(duì)較窄，用顆粒特征參數(shù)可以反映其變化。

2.2 顆粒尺寸的變化

三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒時(shí)等效直徑(平均值)的變化見(jiàn)圖8。

圖8 三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒時(shí)等效直徑的變化

由圖8可以看出：與原生物質(zhì)粉顆粒相比，三種生物質(zhì)焦顆粒的等效直徑均發(fā)生不同程度的減小。計(jì)算表明稻殼、麥秸、玉米秸焦顆粒等效直徑相對(duì)于原生物質(zhì)粉顆粒的變化率分別為9%～18%、16%～59%、19%～40%，這是生物質(zhì)粉在熱解過(guò)程中發(fā)生不同程度的收縮和破碎的結(jié)果。稻殼焦顆粒的等效直徑略有減小，但是幾乎不隨熱解溫度變化；麥秸和玉米秸焦顆粒的等效直徑明顯減小。麥秸焦顆粒的等效直徑隨熱解溫度的升高呈增大趨勢(shì)，這可能是因?yàn)闇囟雀邥r(shí)揮發(fā)分析出多，軟化的有機(jī)質(zhì)在顆粒內(nèi)壓較大的作用下膨脹[8]；玉米秸焦顆粒的等效直徑則隨熱解溫度的升高呈減小趨勢(shì)，但是規(guī)律不明顯，這可能是由高溫?zé)峤鈺r(shí)絮狀顆粒明顯軟化收縮和片狀顆粒破碎導(dǎo)致的。

生物質(zhì)燃燒過(guò)程中焦顆粒的破碎導(dǎo)致生成灰顆粒的尺寸變小，但是燃燒時(shí)大量小顆粒焦的消耗則可能導(dǎo)致灰顆粒尺寸相對(duì)變大。相對(duì)于焦顆粒，稻殼灰顆粒的等效直徑明顯減小(變化率為12%～30%)，但是灰顆粒尺寸幾乎不隨燃燒條件變化，這是由稻殼灰分高、灰中SiO2含量高等特性決定的[18-19]；與21%O2/CO2氣氛相比，21%O2/N2氣氛下燃燒后稻殼灰顆粒尺寸略小，這可能是在該氣氛下焦顆粒燃燒溫度高，破碎顆粒數(shù)量相對(duì)更多的結(jié)果[30]。與焦顆粒相比，21%O2/N2氣氛下燃燒后麥秸和玉米秸的灰顆粒尺寸呈略減小趨勢(shì)，且燃燒溫度影響小，這是因?yàn)殡S溫度升高焦顆粒破碎加劇和小顆粒焦消耗增多對(duì)灰顆粒尺寸影響相反。值得注意的是，21%O2/CO2氣氛下燃燒后麥秸和玉米秸灰顆粒隨燃燒溫度的變化呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)，這可能是由兩者灰分含量差異較大(見(jiàn)表1)導(dǎo)致的。麥秸灰分含量較高，焦燃燒過(guò)程中顆粒破碎可能起主要作用，隨燃燒溫度升高顆粒破碎加劇，因而灰顆粒尺寸減?。欢衩捉栈曳趾枯^少，焦燃燒過(guò)程中小顆粒焦的燃盡和相應(yīng)灰的融聚對(duì)顆粒尺寸變化起主要作用，隨溫度升高更多小顆粒焦燃盡且灰顆粒熔融增強(qiáng)，導(dǎo)致灰顆粒尺寸增大。

2.3 顆粒形態(tài)的變化

圖9為三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒時(shí)顆粒橫縱比(平均值)的比較。由圖9(a)可以看出：稻殼粉的橫縱比接近1，即顆粒大多為正方體或正方形片體，與SEM圖像的直接觀察結(jié)果基本一致；相對(duì)于粉顆粒，稻殼焦顆粒的橫縱比減小(變化率為2%～11%)，這是熱解過(guò)程中顆粒主要在寬度方向出現(xiàn)明顯收縮的結(jié)果；隨著熱解溫度升高，焦顆粒的橫縱比呈增大趨勢(shì)，這可能是熱解溫度高時(shí)生物質(zhì)熔融軟化程度高[18,20]，導(dǎo)致焦顆粒更趨于球形；各燃燒條件下稻殼灰顆粒的橫縱比較接近(變化率為23%～28%)，但是都明顯小于焦顆粒，這意味著焦燃燒對(duì)顆粒形狀影響主要在寬度方向。由圖9(b)、圖9(c)可以看出：與稻殼粉不同的是，麥秸粉和玉米秸粉的平均橫縱比均較小，這與SEM圖像中觀察到的細(xì)長(zhǎng)條狀顆粒較多有關(guān)(見(jiàn)圖2(b)、圖2(c))；熱解后兩者焦顆粒橫縱比與原生物質(zhì)粉顆粒相比均呈增加趨勢(shì)(變化率為13%～28%)，但是幾乎都不隨熱解溫度變化，表明顆粒熱解過(guò)程中長(zhǎng)度變化更大，即長(zhǎng)度方向發(fā)生了明顯的收縮或破碎，這與生物質(zhì)自身結(jié)構(gòu)的各向異性有關(guān)；而燃燒后兩者焦顆粒橫縱比僅略有增加(變化率為9%～15%)，可能是在焦燃燒及成灰過(guò)程中，顆粒熔融導(dǎo)致球形顆粒增多使橫縱比增大和顆粒破碎導(dǎo)致不規(guī)則顆粒增多使橫縱比減小共同作用的結(jié)果，這表明麥秸粉和玉米秸粉顆粒橫縱比的變化主要發(fā)生在熱解過(guò)程中。

圖9 三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒時(shí)顆粒橫縱比的變化

圖10為三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒時(shí)顆粒圓形度(平均值)的變化，三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒后顆粒圓形度的變化均較小，變化率為2%～18%。

圖10 三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒時(shí)顆粒圓形度的變化

由圖10(a)可以看出：稻殼焦顆粒的圓形度與原生物質(zhì)粉顆粒相比僅略有減小，且不隨熱解溫度改變，這可能是熱解時(shí)有機(jī)質(zhì)軟化導(dǎo)致顆粒投影輪廓尖角趨于圓滑和顆粒收縮導(dǎo)致顆粒投影輪廓尖角變多共同作用的結(jié)果。與稻殼的粉和焦顆粒相比，燃燒后灰顆粒的圓形度僅略有降低，但是燃燒條件(溫度和氣氛)的影響很小。值得注意的是，在21%O2/CO2氣氛下燃燒時(shí)，稻殼灰顆粒的圓形度隨溫度的升高呈增大趨勢(shì)，這可能是溫度升高導(dǎo)致熔融加劇的結(jié)果。由圖10(b)、圖10(c)可以看出：與稻殼粉不同的是，麥秸粉和玉米秸粉熱解后焦顆粒圓形度均增大，這表明生成的焦顆粒投影輪廓更加圓滑，可能是兩者灰熔點(diǎn)較低(見(jiàn)表2)，熱解過(guò)程中有機(jī)質(zhì)軟化導(dǎo)致顆粒投影輪廓尖角變圓；而燃燒后兩者灰顆粒圓形度僅略有增加，可能是在焦燃燒過(guò)程中顆粒熔融程度略大于顆粒破碎程度導(dǎo)致顆粒投影輪廓尖角變圓，使顆粒趨于球形，這與SEM圖像中觀察到近球形顆粒和不規(guī)則碎片同時(shí)增多的趨勢(shì)基本一致(見(jiàn)圖4)。

圖11為三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒時(shí)顆粒圓度(平均值)的變化，三種生物質(zhì)粉的顆粒圓度均發(fā)生了不同程度的變化。由圖11(a)可以看出：熱解后稻殼焦顆粒的圓度與原生物質(zhì)粉顆粒相比略有減小(變化率為2%～7%)，這是熱解時(shí)異質(zhì)收縮導(dǎo)致顆粒投影輪廓尖角略有變多的結(jié)果，而熱解溫度的影響較?。坏練せ翌w粒的圓度有較明顯的降低(變化率9%～13%)，這可能是由焦燃燒過(guò)程中顆粒破碎導(dǎo)致的，而稻殼因自身SiO2含量高導(dǎo)致顆粒在實(shí)驗(yàn)溫度下熔融程度較小不能對(duì)圓度變大造成顯著影響。與稻殼粉不同的是，麥秸粉和玉米秸粉熱解后焦顆粒圓度均呈增大趨勢(shì)，但是溫度的影響卻不明顯。由圖11(b)可以看出：熱解后麥秸焦顆粒圓度略有增加(變化率為3%～9%)，表明顆粒球形化程度增加，這與HOLMGREN P等[22]的研究結(jié)果一致；燃燒后麥秸灰顆粒與焦顆粒的圓度相差不大，這可能是顆粒破碎和熔融共同作用的結(jié)果；熱解溫度和燃燒條件對(duì)圓度變化影響不大。由圖11(c)可以看出：熱解后玉米秸焦顆粒的圓度增加較明顯(變化率為13%～18%)，表明顆粒更加趨于球形，與圖3觀察結(jié)果一致；而燃燒后玉米秸灰顆粒圓度幾乎不變，且熱解溫度和燃燒條件影響很小，這表明焦燃燒過(guò)程中顆粒破碎和融聚對(duì)圓度的影響相差不大。

圖11 三種生物質(zhì)粉熱解和燃燒時(shí)顆粒圓度的變化

3 結(jié)語(yǔ)

三種生物質(zhì)粉的形態(tài)差異顯著，熱解及燃燒后顆粒形貌均發(fā)生不同程度的變化。稻殼粉顆粒形態(tài)僅在熱解后發(fā)生了明顯的變化，而在焦燃燒及成灰過(guò)程中因灰分含量高、SiO2含量高的特性導(dǎo)致顆粒形態(tài)變化很小；麥秸粉和玉米秸粉在熱解和燃燒后顆粒形態(tài)變化較明顯，均出現(xiàn)大量形狀不規(guī)則的碎片和近球形顆粒，表明在熱解和燃燒過(guò)程中顆粒出現(xiàn)破碎和融聚現(xiàn)象。

三種生物質(zhì)粉熱解后焦顆粒的等效直徑減小了9%～59%，其中麥秸的變化最大，而稻殼的變化最小。與焦顆粒相比，稻殼灰顆粒的等效直徑因破碎而進(jìn)一步變小，而麥秸和玉米秸灰顆粒的等效直徑卻因燃燒條件的不同產(chǎn)生不同程度的減小。

相對(duì)于尺寸參數(shù)，熱解和燃燒后顆粒形態(tài)參數(shù)的變化相對(duì)較小，變化率僅為2%～28%。稻殼焦顆粒和灰顆粒的橫縱比、圓形度及圓度均有不同程度的減?。畸溄蘸陀衩捉战诡w粒的橫縱比、圓形度及圓度則均呈增加趨勢(shì)，而灰顆粒的形態(tài)參數(shù)僅略有增加，這表明顆粒形態(tài)參數(shù)的變化主要發(fā)生在熱解過(guò)程中，焦燃燒及成灰過(guò)程中形態(tài)參數(shù)變化極小。

熱解溫度主要影響顆粒尺寸參數(shù)的變化，而對(duì)形態(tài)參數(shù)變化的影響較?。蝗紵郎囟?、氣氛則通過(guò)影響顆粒破碎、融聚等過(guò)程影響各參數(shù)變化；此外，不同種類生物質(zhì)因灰分含量和結(jié)構(gòu)特性的差異對(duì)顆粒尺寸和形態(tài)的變化也有不同的影響。