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为应对世界能源危机和温室气体排放，生物质能作为一种储量丰富、分布广泛、可再生、二氧化碳中性的能源，是传统化石燃料理想的替代品。生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素三种组分组成，而三组分将会影响生物质的热解及燃烧行为。增氧燃烧是一种低氮、减排二氧化碳的燃烧方式，同时可以增强生物质燃料的燃烧稳定性。生物质增氧燃烧技术综合了二者的优势，是一项具有前景的技术。本文在滴管炉实验台架上，采用高速摄像机和图像处理技术，首次研究了纤维素、半纤维素和木质素颗粒在不同O2浓度(O2/N2气氛下)条件下的燃烧行为，同时研究了粒径为500~700μm的黄豆秆、竹子和稻谷壳颗粒在增氧气氛下的燃烧行为。
首先，在滴管炉台架上进行不同氧气浓度的O2/N2气氛下单颗粒纤维素、半纤维素和木质素的着火燃烧实验，分析了三组分在不同增氧气氛中的着火及燃烧行为。分析结果表明，氧气浓度影响三组分的着火机理，纤维素和半纤维素在氧气浓度分别增加到50%和70%时，着火机理由联合着火转变为非均相着火，木质素在氧气增加到50%时，着火机理由均相着火转变为非均相着火。随着氧气浓度的增加，氧分子扩散到生物质颗粒表面的几率增大，导致非均相反应速率增大是着火机理转变的主要原因。在木质素发生均相着火时，氧气浓度增加，木质素的燃尽时间显著降低。但当氧气浓度高于50%时，发生非均相着火，氧气浓度的增加对颗粒燃尽时间的影响不再明显。纤维素与半纤维素发生的是联合着火或者非均相着火，因此，其燃尽时间随氧气浓度增加而缓慢下降。
然后在滴管炉台架上进行不同氧气浓度的O2/N2气氛下单颗粒稻谷壳、竹子和黄豆秆的着火燃烧实验，分析三类生物质在增氧气氛中的着火及燃烧行为并探讨氧气浓度及三组分对其着火及燃烧行为的影响。分析结果表明，氧气浓度的增加导致三类生物质的着火机理由均相着火转变为非均相着火，这主要源于木质素着火机理的改变。在空气气氛下三类生物质均为均相着火，黄豆秆木质素含量最高，在30%氧气浓度下已转变为非均相着火；稻谷壳木质素含量最低，直到氧气浓度达到100%时才转变为非均相着火；竹子的木质素含量介于黄豆秆和稻谷壳之间，在70%氧气浓度下转变为非均相着火。三种生物质的着火距离均随氧气浓度的增加而减小，并且这种影响随氧气浓度的增加而减弱。稻谷壳的低木质素含量导致其着火距离最短。氧气浓度的增加导致稻谷壳、竹子和黄豆秆的燃尽时间减小。在相同气氛下，黄豆秆具有最高的木质素含量却具有最高的水分，燃尽时间最短。竹子和稻谷壳中的水分含量接近，竹子的木质素含量高于稻谷壳，因此竹子的燃尽时间大于稻谷壳。
首先，在滴管炉台架上进行不同氧气浓度的O2/N2气氛下单颗粒纤维素、半纤维素和木质素的着火燃烧实验，分析了三组分在不同增氧气氛中的着火及燃烧行为。分析结果表明，氧气浓度影响三组分的着火机理，纤维素和半纤维素在氧气浓度分别增加到50%和70%时，着火机理由联合着火转变为非均相着火，木质素在氧气增加到50%时，着火机理由均相着火转变为非均相着火。随着氧气浓度的增加，氧分子扩散到生物质颗粒表面的几率增大，导致非均相反应速率增大是着火机理转变的主要原因。在木质素发生均相着火时，氧气浓度增加，木质素的燃尽时间显著降低。但当氧气浓度高于50%时，发生非均相着火，氧气浓度的增加对颗粒燃尽时间的影响不再明显。纤维素与半纤维素发生的是联合着火或者非均相着火，因此，其燃尽时间随氧气浓度增加而缓慢下降。
然后在滴管炉台架上进行不同氧气浓度的O2/N2气氛下单颗粒稻谷壳、竹子和黄豆秆的着火燃烧实验，分析三类生物质在增氧气氛中的着火及燃烧行为并探讨氧气浓度及三组分对其着火及燃烧行为的影响。分析结果表明，氧气浓度的增加导致三类生物质的着火机理由均相着火转变为非均相着火，这主要源于木质素着火机理的改变。在空气气氛下三类生物质均为均相着火，黄豆秆木质素含量最高，在30%氧气浓度下已转变为非均相着火；稻谷壳木质素含量最低，直到氧气浓度达到100%时才转变为非均相着火；竹子的木质素含量介于黄豆秆和稻谷壳之间，在70%氧气浓度下转变为非均相着火。三种生物质的着火距离均随氧气浓度的增加而减小，并且这种影响随氧气浓度的增加而减弱。稻谷壳的低木质素含量导致其着火距离最短。氧气浓度的增加导致稻谷壳、竹子和黄豆秆的燃尽时间减小。在相同气氛下，黄豆秆具有最高的木质素含量却具有最高的水分，燃尽时间最短。竹子和稻谷壳中的水分含量接近，竹子的木质素含量高于稻谷壳，因此竹子的燃尽时间大于稻谷壳。