生物質(zhì)的元素組成通常僅僅指其有機(jī)質(zhì)的元素組成，秸稈主要由碳?xì)溲醯蛭宸N元素組成，他們的含量約為：碳40%～46%、氫5%～6%、氧43%～50%、氮0.6%～1.1%、硫0.1%～0.2%，還有一些少量的元素如氯、磷、鉀、硅等。
碳是生物質(zhì)的主要可燃成分，1千克碳完全燃燒可以釋放出33858KJ的熱量。碳元素的著火點(diǎn)很高，故生物質(zhì)中碳元素含量越高就越不容易著火，但生物質(zhì)中的碳并不是完全以單質(zhì)元素形式存在，一般與氫、氮、硫等元素組成有機(jī)化合物。碳與氧進(jìn)行燃燒反應(yīng)，可以完全反應(yīng)生成C02，也可以進(jìn)行不完全反應(yīng)生成CO。
氫是生物質(zhì)中僅次于碳的主要可燃成分，1千克氫完全燃燒可以釋放出125400KJ的熱量。含碳?xì)浠衔锒嗟娜剂弦字穑靥細(xì)浠衔锒嗟娜剂显诠┭醪蛔愕娜紵^(guò)程中燃燒不充分時(shí)，易形成碳黑，既造成燃料損失，又污染大氣。氫在生物質(zhì)中有兩種存在形式，一種是可燃?xì)洌紵龝r(shí)放出大量的熱能，另一種稱(chēng)為化合氫，它與氧結(jié)合為水，不能燃燒和放熱。由于生物質(zhì)中的可燃?xì)浜窟h(yuǎn)遠(yuǎn)低于碳的含量，所以，氫燃燒所起的作用明顯不如碳。
氧是不可燃成分，它與一部分氫和碳相結(jié)合處于化合物狀態(tài)，生物質(zhì)中的氧含量目前還沒(méi)有直接測(cè)定的方法。
氮在高溫下與氧燃燒反應(yīng)生成氮氧化合物N02或NO，統(tǒng)稱(chēng)NOx。NOx排入大氣，在光的作用下產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)。但氮在較低的溫度( 800℃)下與氮燃燒反應(yīng)生成氮氧化合物的能力顯著下降，甚至不與氧燃燒反應(yīng)而生成游離氮?dú)鉅顟B(tài)，若燃燒時(shí)溫度不高，可近似認(rèn)為生物質(zhì)中的氮元素最后只以氮?dú)庑问轿龀觥?br />
生物質(zhì)燃燒過(guò)程中，800℃～1100℃時(shí)形成的NOx主要是由燃料本身的氮轉(zhuǎn)化而來(lái)的，NOx的排放濃度和生物質(zhì)燃料中氮含量成對(duì)數(shù)關(guān)系，實(shí)驗(yàn)表明空氣供應(yīng)，燃燒室結(jié)構(gòu)和爐具類(lèi)型是影響NOx形成的主要因素。為了減少NO。的形成，常保證一次空氣系數(shù)在0.6-0.8之間，同時(shí)，在保證完全燃燒的同時(shí)，盡可能地降低二次空氣的過(guò)剩氧氣數(shù)。
硫是生物質(zhì)中可燃成分之一，但也是有害的成分。1千克硫完全燃燒可以釋放出9033KJ的熱量。燃燒產(chǎn)物為S03或S02，統(tǒng)稱(chēng)SOx。這些氣體與煙氣或大氣中的水蒸氣相遇化合成亞硫酸H2S03或硫酸H2S04，從而對(duì)環(huán)境造成污染。生物質(zhì)中硫的存在形式可分為無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫兩類(lèi)。無(wú)機(jī)硫不在有機(jī)質(zhì)組成之內(nèi)，主要包括硫化物硫，元素硫和硫酸鹽硫等，絕大部分是以硫鐵礦硫FeS2形式存在。
硫在燃燒過(guò)程中大部分形成氣態(tài)產(chǎn)物，但煙氣急劇冷卻時(shí)，硫酸鹽便冷凝在飛灰顆粒或換熱管表面上，通過(guò)估算，生物質(zhì)燃料中40%～90%的硫束縛在灰分中，其余部分以S02以及少量S03的形式隨煙氣排放。硫元素的重要性不是因?yàn)榕欧帕薙02，而是其腐蝕作用。
氯在小麥秸稈的含量在2500mg/kg～4000mg/kg之間。燃燒過(guò)程中氯幾乎完全蒸發(fā)，形成HCL，CL2和堿金屬氯化物。隨著爐具中煙氣溫度降低，堿和堿土金屬氯化物冷凝在飛灰顆粒或換熱器表面上。其余CL以HCL的形式隨煙氣排放。通過(guò)測(cè)量，生物質(zhì)燃料40%-85%的CL束縛在飛灰中。
CL的重要性，一方面體現(xiàn)在HCL排放及影響多氯代烴二噁英(PCDD)和多氯代二苯并呋喃(PCDF)的形成，另一方面是氯元素及其化合物的腐蝕作用。
PCDD/F的形成發(fā)生在有碳氯氧參與的多相反應(yīng)飛灰顆粒表面上，溫度在250～500℃之間．如果煙氣中含有較少飛灰顆粒，可能完全燃燒，少量過(guò)剩氧氣及燃料中低氯含量可以抑制PCDD/F的生成。
另外，Si、Ca、Mg、K、Na對(duì)生物質(zhì)的燃燒也很重要。Ca和Mg通常會(huì)提高灰分的熔解性能，K則相反，Si和K結(jié)合在一起可在飛灰顆粒中形成低熔點(diǎn)的硅酸鹽。燃燒過(guò)程中，這些元素和氯以堿性氯化物形式部分蒸發(fā)，并冷凝在換熱器表面，與煙氣反應(yīng)形成硫酸鹽并釋放出氯化物。氯化物具有催化作用，是換熱器管材具有活躍的氧化能力，甚至在管壁溫度很低時(shí)(100～150℃)也會(huì)發(fā)生反應(yīng)。此外，揮發(fā)性金屬的揮發(fā)以及隨后冷凝形成了飛灰顆粒，不易沉淀下來(lái)，在爐具管壁上形成沉積層，并危害生態(tài)和人們的健康。
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