生物質(zhì)燃燒爐是一種高效、環(huán)保、節(jié)能的氣化燃燒爐， 因產(chǎn)品使用時(shí)，熱效率高，煙塵排放低也稱高效低排放爐, 是以可燃生物質(zhì)（木柴、秸稈、鋸末、谷殼、樹葉等）為燃料，通過(guò)讓生物質(zhì)在爐膛內(nèi)氣化產(chǎn)生可燃?xì)怏w，可燃?xì)怏w在爐膛上層的二次供氧下再次燃燒，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的充分燃燒，達(dá)到了提高爐體的熱效率的同時(shí)減少了煙塵的排放。使用生物燃料用于加熱產(chǎn)生熱量是現(xiàn)代化節(jié)能環(huán)保的一種新能源。
生物質(zhì)（木屑）的燃燒工藝包括溫度、氣體釋放以及灰生成，這樣就需要耐火材料在特定情況下改善其性能，耐火材料的選擇對(duì)生物質(zhì)燃燒爐的成功使用起著至關(guān)重要的作用，生物質(zhì)燃燒爐中的耐火材料要對(duì)在使用中對(duì)結(jié)垢、結(jié)渣、堿蝕、一氧化碳分解等承擔(dān)著共同體抗性的作用。
生物質(zhì)燃燒能夠釋放多種化學(xué)成分，如水分、氯、硫及灰，這些成分取決于被燃燒的生物質(zhì)的性質(zhì)。灰化學(xué)成分包括AL2O3、SiO2、CaO、堿、P2O3，等，其百分比隨生物質(zhì)原料的來(lái)源而產(chǎn)生變化。例如，K2O+Na2O的含量變化為8.0%~51.4%，這就是因?yàn)樯镔|(zhì)來(lái)源不同。這些灰的化學(xué)成分變化以及現(xiàn)有爐子的環(huán)境都能以不同方式影響到耐火材料。耐火材料在生物質(zhì)環(huán)境下燃燒的主要問(wèn)題是結(jié)垢、結(jié)渣、堿蝕、一氧化碳侵蝕等。通常用的耐火材料為耐火磚及耐火澆注料。耐火澆注料主要取決于應(yīng)用范圍，通常選擇硅酸鹽系列澆注料，添加或不添加SiC 或 鋯英石，要取決于爐子的現(xiàn)有條件。
耐火材料在生物質(zhì)爐中的抗堿性是必不可少的，因?yàn)閴A能多方面侵蝕耐火材料。不同來(lái)源的生物質(zhì)原料產(chǎn)生的堿可通過(guò)不同機(jī)理分解耐火材料，堿（K2O、Na2O等）與耐火材料基質(zhì)反應(yīng)形成多種新相使體積增加，并因此在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生壓力。新的堿性硅酸鋁相的形成類型及性質(zhì)是耐火材料化學(xué)性能的其中一種功能，尤其是基質(zhì)部分。新相可能是正長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、長(zhǎng)石族（像鉀霞石），以及β-氧化鋁。這些堿性硅酸鋁的體積（達(dá)到50%）比初始硅酸鋁湘大，在耐火內(nèi)襯剝落時(shí)能夠釋放壓力。并且，堿蒸汽通過(guò)低溫區(qū)域的空隙凝聚滲透，堵住氣孔，降低了耐火材料的熱沖擊和抗剝落性。所以設(shè)計(jì)抗酸性結(jié)構(gòu)的內(nèi)襯時(shí)非常重要的條件。
在燃燒木質(zhì)類的原料中，結(jié)渣和結(jié)垢是其面臨的另一個(gè)難題。結(jié)垢發(fā)生在鍋爐相對(duì)較冷的部分，在那里無(wú)機(jī)揮發(fā)物作為化合物聚集在耐火材料上，并覆蓋水管，或水管表面，形成一個(gè)沉積層。這個(gè)沉積層在與周圍氣體或和其他沉積層中的成分相互作用后可能被穿透或可能被燒結(jié)成為一個(gè)更硬的致密層。沉積層的厚度隨著時(shí)間的增加而變厚，熱表面的溫度隨著沉積層本身的隔離而升高，使沉積物中某些化學(xué)成分達(dá)到其熔點(diǎn)。這個(gè)過(guò)程逐漸加快，幾乎任何東西在管上撞擊沉積物都可能被卡主。固體狀態(tài)下的灰顆粒，以及來(lái)自燃燒室中的小顆粒都可能繼續(xù)在管上累計(jì)而形成一層厚的爐渣層。下面我們隊(duì)爐渣進(jìn)行了化學(xué)分析（下圖）
給出的燃燒木屑的爐渣結(jié)果顯示。爐渣是硅質(zhì)，含堿、CaO、P2O5以及氧化鐵。爐渣非常致密，氣孔率為1.7%，熔點(diǎn)范圍在1250~1300℃之間。
爐渣分析用于對(duì)選擇測(cè)試耐火材料性能作出了更好的判斷。在選用添加SiC作為抗酸性及抗氧化性的材料時(shí)起到了明顯的效果，當(dāng)碳化硅材料在空氣中加熱到1300℃時(shí)，在其碳化硅晶體表面開始生成二氧化硅保護(hù)層。由于二氧化硅保護(hù)膜的作用，碳化硅的抗酸能力很強(qiáng)，抗堿性稍差。隨著保護(hù)層的加厚，阻止了內(nèi)部碳化硅繼續(xù)被氧化，這使碳化硅有較好的抗氧化性。當(dāng)溫度到1900K(1627℃)以上時(shí)，二氧化硅保護(hù)膜開始被破壞，碳化硅氧化作用加劇，所以1900K是碳化硅在含氧化劑氣氛下的最高工作溫度。
結(jié)束語(yǔ)：結(jié)渣黏連是燃燒木屑燃燒爐的一個(gè)重要問(wèn)題，能夠影響到燃燒爐的效率及耐火材料的使用壽命。生物質(zhì)燃燒爐的整體內(nèi)襯能夠防止結(jié)渣黏連，同時(shí)要具有足夠的強(qiáng)度來(lái)承受爐渣清潔，用于渣-耐火材料界面結(jié)合處具有良好的耐火性及化學(xué)惰性。一系列的試驗(yàn)證明使用致密澆注料，再添加SiC后對(duì)爐渣黏連有非常好的效果。