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田紅，廖正祝
（廣東石油化工學院機電工程學院，茂名525000）
摘要：為了充分燃燒利用農業生物質，采用TG-DTG-DSC（thermogravimetric-differential thermogravimetric-differential scanning calorimetry）聯用技術對玉米桿、玉米芯、稻草、龍眼枝、荔枝條及其混合燃料進行了熱重試驗，考察了其可燃特性、著火特性、燃盡特性及綜合燃燒特性，計算了燃燒動力學參數。結果表明，玉米桿及玉米芯燃燒前期DTG曲線分別出現2、3個峰值，而稻草、龍眼枝及荔枝條燃燒前期DTG曲線均只出現一個峰值；玉米桿及稻草燃燒中后期出現DSC曲線的吸熱峰；玉米桿的可燃特性指數及著火特性指數均最大，且著火溫度最低，荔枝條的燃盡特性指數最大，玉米芯的綜合燃燒特性最好；低溫階段反應級數約為1.0～1.2，高溫階段反應級數約為0.5～0.8，低溫階段活化能大于高溫階段的活化能；生物質燃燒前期屬于均相著火，后期屬于多相著火。秸稈類生物質純燒的后期穩定性較差，在木質類生物質中適當加入秸稈類生物質有利于混合燃料的前期燃燒，研究結果可為農業生物質的燃燒利用提供指導。
0引言
生物質是世界上第四大能源，其儲量非常豐富且可再生。生物質生長時吸收二氧化碳，在燃燒時釋放出二氧化碳，因此，生物質燃燒利用時對環境幾乎沒有污染，而且還可以減輕因燃燒化石燃料對環境的污染，同時，對于緩解能源危機，增加農民收入，促進社會和諧發展具有重要意義。生物質的燃燒利用主要是指農業秸稈、林業及其廢棄物的燃燒利用。生物質主要由纖維素、半纖維素及木質素組成[1]，各組分的含量對生物質的燃燒有很大的影響，而生物質燃燒是從其熱分解開始的，其中纖維素及半纖維素熱分解后主要產物是揮發分，而木質素熱解后主要產物是焦炭[2-3]，而且纖維素及半纖維素較木質素更易熱分解，因此，生物質的燃燒是一個非常復雜的過程。
文獻[4]對秸稈、稻草、玉米桿、玉米芯成分分析顯示，纖維素含量最多，半纖維素次之，木質素最少，同時指出，半纖維素最容易熱解，纖維素較難熱解，木質素最難熱解而且持續的時間最長，半纖維素、纖維素熱裂解后主要生成揮發物，而木質素熱分解后主要生成碳。文獻[5]研究指出，玉米芯的纖維素及半纖維素含量相對較高，同時半纖維及素纖維素更易熱解，因此玉米芯燃燒時揮發分更容易析出著火。文獻[6]研究指出，DTG曲線出現肩狀峰可能是半纖維素及纖維素含量較低的結果，同時指出蘆葦的熱解穩定性較芒屬的高。文獻[7]對生物質揮發分析出和焦炭燃燒分段進行觀活化能和頻率因子的動力學研究指出，木屑燃燒特性優于玉米桿與木屑的混合燃料特性，同時指出纖維素結構含量對生物質的著火及燃盡特性有較大的影響。文獻[8]對生物質燃料的物理品質及成型機理進行過研究。
文獻[9]研究指出，農作物秸稈活化能隨升溫速率的增加而降低，而燃燒特性指數隨升溫速率的增大而增大。文獻[10]研究指出，玉米秸稈的致密成型燃料燃燒過程可分為水分失去，揮發分的析出及著火燃燒以及固定碳的燃燒。文獻[11]將生物質與污泥的混合燃料進行混燒研究指出，燃料著火點較低，燃燒性能較好，可以作為替代燃料使用。文獻[12]研究指出，對生物質顆粒燃料的軟化溫度越高則其越容易結渣，堿土金屬含量越高，則結渣性能越低。
眾多文獻對生物質燃燒特性進行過研究，但是，對于生物質在各個燃燒階段活化能變化的解釋還不夠完全，對秸稈類與木質類生物質的混燒特性也鮮有研究，同時，為了更有效地燃燒利用農業生物質，本文采用TG-DTG-DSC聯用技術對常見的農業生物質玉米桿、玉米芯、稻草、龍眼枝以及荔枝條及其混合燃料進行了燃燒特性試驗及其動力學研究，以期得出其燃燒特性，為農業生物質的大規模燃燒利用提供理論指導。
1材料與方法
1.1試驗材料
試驗所用燃料為廣東粵西茂名地區的不同農業生物質，玉米芯、玉米桿、稻草、龍眼枝以及荔枝條。燃料的工業分析及元素分析如表1所示。
1.2試驗設備、樣品的制備及試驗條件
試驗采用NETZSCH公司的STA409PC熱分析儀，該儀器可進行TG、DTG以及DSC的同步熱分析。將各試驗樣品通過磨煤機研磨，再經過篩分分離，得到粒度小于200目的試驗樣品，然后放在恒溫干燥箱中，在105℃時干燥2h，取出放在干燥器皿中冷卻后裝入密封袋備用。S1、S2、S3、S4及S5分別表示試驗樣品玉米桿、玉米芯、稻草、龍眼枝及荔枝條；S6、S7及S8分別表示玉米桿、稻草及荔枝條的質量比分別為1:2:3、2:2:2及3:2:1的混合燃料。
農業生物質燃燒試驗采用氣氛為空氣，氣體流量為80mL/min，采用非等溫法進行加熱，升溫速率為20K/min，從室溫升溫，終止溫度為1173K，試驗樣品質量約為10mg左右。
1.3可燃特性指數、著火特性指數、燃盡特性指數及綜合燃燒特性指數的計算方法
2燃燒反應動力學分析
2.1燃燒機理
生物質的燃燒機理需要分析揮發分的熱解析出及著火燃燒和揮發分析出后形成的少量多孔焦炭的燃燒，生物質的熱分解是燃燒必須首先要經歷的過程。由于生物質主要是由纖維素、半纖維素及木質素組成3大組分組成，半纖維素及纖維素在熱解過程中主要析出成分是揮發分，而木質素熱解主要生成物是碳、少量揮發分及其它物質，而且木材的半纖維素開始熱解溫度是423～623K，纖維素是548～623K，木質素是523～773K[17]，可知，在本試驗中各樣品揮發析出的著火溫度范圍均在文獻[17]指出的半纖維素及纖維素熱解析出揮發分的溫度范圍內。生物質3大組分熱分解過程是相互疊加混合在一起的過程，在燃燒前期主要體現的是揮發分的析出著火燃燒過程，而后期主要體現的是焦炭的生成及其著火燃燒過程，因此，對生物質燃燒機理的分析需要分段進行。
在低溫段，生物質半纖維素及纖維素熱解析出揮發分的同時在溫度及氧氣達到了一定程度時揮發分便著火燃燒，揮發分燃燒釋放的熱量為后續揮發分的析出及著火提供了條件，同時，生物質析出揮發分之后形成少量多孔狀的焦碳，此時溫度還沒有達到其著火點，而且在揮發分析出的同時阻礙了氧氣向焦炭表面的滲透擴散，所以，前期體現的主要是生物質揮發分的析出及著火的劇烈燃燒反應；在此階段，由于著火燃燒發生在揮發分析出后形成的多孔狀顆粒周圍的氣體邊界層中，是揮發分與氧氣混合達到一定濃度及溫度時的氣相著火燃燒，因此，此階段是屬于典型的均相著火燃燒模型，反應速度主要由揮發分的析出速度與濃度來決定的。隨著溫度繼續升高，主要是剩余木質素的高溫熱分解生成焦炭的量相對較少且跨越溫度區間（時間）較長，加之前期纖維素熱分解生成的少量焦炭的燃燒生成的灰包裹著剩余木質素，阻礙了氧氣與焦碳的接觸，雖然溫度達到了焦炭的著火點，但是其燃燒速度相對來說較為緩慢，因此，生物質燃燒后期主要是少量焦炭的緩慢燃燒過程，此階段，是固體焦炭與氧氣在碳表面接觸發生的多相反應，是屬于多相著火燃燒模型[18]，反應的速度主要決定于氧氣的濃度。所以，對生物質的燃燒過程分段進行動力學特性參數的研究是合理的。
2.2動力學的計算方法
生物質燃燒反應動力學參數的計算采用常用的差減微分法Freeman-Carroll[19-20]進行求解，該方法是從熱重曲線求解動力學參數的方法中較為常用的方法，該方法適用于直接測定因發生質量變化及其變化率的反應。生物質的燃燒是屬于固體分解的失重反應，對于生物質燃燒采用的是非等溫熱重試驗，燃燒反應是在程序升溫速率下進行的，升溫速率為20/K/min。在生物質的燃燒非等溫熱重試驗中，試樣溫度與爐溫偏差小，非常接近，適宜采用微分法進行動力學參數的計算。
3試驗結果與分析
3.1燃燒特性分析
3.1.1燃燒特性的TG、DTG曲線分析
農業生物質燃燒的TG、DTG曲線的總體變化特性如圖1。熱重曲線TG的變化大致分為4個階段，首先是TG曲線緩慢下降，隨后TG曲線變化異常陡峭，當其達到最大變化值時，DTG曲線上出現不同的峰，最后，TG及DTG曲線變化趨于平緩。
由于生物質在燃燒過程中，最先主要是半纖維素及纖維素的熱解主要生成揮發分物質析出來，當其溫度達到其著火點之后便著火燃燒，然后主要才是木質素熱解生成焦炭的著火燃燒過程[2-3]。從圖1c可知，燃燒前期，玉米桿S1的DTG曲線出現2個峰，溫度為486K第1個峰，主要是玉米桿中半纖維素熱分解析出揮發分的燃燒；溫度為562K出現的DTG曲線的第2個峰，主要是玉米桿中纖維素大量熱分解析出大量揮發分的燃燒過程；燃燒后期，DTG曲線峰值變化平緩，主要是屬于剩余木質素高溫熱分解生成焦炭的燃燒過程。從圖1c可知，玉米芯S2的燃燒DTG曲線出現3個峰的特性，后面是2個相鄰峰；第1個峰的峰值溫度為500K，該峰的出現主要是玉米芯中半纖維素熱分解析出揮發分的燃燒所致，第2峰的峰值溫度為558K，該峰的出現主要是半纖維素前期熱分解不完全的剩余部分與部分纖維素提前共同疊加熱分解析出揮發分的燃燒過程，第3峰的峰值溫度為594K，該峰的出現主要是剩余纖維素的熱分解析出揮發分的燃燒過程。從圖1c可知，稻草S3的DTG曲線前期只出現1個光滑尖狀的峰，這主要是由于稻草中半纖維素和纖維素的熱分解過程共同疊加析出揮發分著火燃燒的結果，后期的木質素熱解生成碳及碳燃燒的DTG曲線較為平緩，表明該過程反應速率不大。
從圖1c可知龍眼枝S4及荔枝條S5前期燃燒的DTG曲線都出現1個明顯峰值，另外荔枝條S5還出現1個不太明顯的肩狀峰，這是因為龍眼枝S4和荔枝條S5屬于木質類生物質，半纖維素含量相對較少，因此，在低溫燃燒階段，半纖維素及纖維素熱分解析出揮發分的燃燒過程疊加在一起，DTG曲線主要出現一個速率較大峰值[4-6]，其中荔枝條S5的DTG曲線在最大峰值前還出現的一個肩狀峰，這是因為很少部分半纖維提前熱分解析出揮發分著火燃燒的原因，正是因為很少部分半纖維素提前熱分解消耗了部分熱量，從圖1f中可知，荔枝條的DTG曲線出現最大峰的峰值溫度為607K，是所有試驗樣品中最遲出現DTG曲線最大峰值的，可見肩狀峰的出現，推遲了生物質大部分揮發分析出著火燃燒的時間。
對于玉米桿：稻草：荔枝條的比例分別為1:2:3，2:2:2，3:2:1的混合燃料S6、S7、S8，從圖1d可以看出，隨著玉米桿含量的增加，混合燃料中半纖維素含量逐漸增多，由于半纖維素的熱解析出揮發分的溫度較低，于是在溫度約為493K的DTG曲線上逐漸出現1個較小的峰值，然后，其余半纖維素與纖維素的共同熱解析出揮發分的迅速劇烈燃燒疊加在一起共同體現為1個光滑陡峭的DTG峰值；3種混合燃料S6、S7及S8的DTG峰值出現的位置及反應速率幾乎相等，分別約為565、565、568K及-12.01、-12.51、-12.58%/min，說明混合燃料前期的燃燒特性相似，燃燒過程不會引起過大的熱量釋放及溫度的變化，3種生物質適宜混合燃燒。
3.1.2燃燒特性的DSC曲線分析
從圖1e，f的樣品燃燒的DSC曲線可知，該曲線向上凸起表示吸收熱量，曲線向下凹表示放出熱量。隨著溫度逐漸升高，DSC曲線逐漸下降，開始是屬于樣品少量水分的受熱蒸發析出過程，在453至653K之間，主要是由于生物質中半纖維素及纖維素的熱解析出揮發分及其燃燒的階段，DSC曲線變化趨勢是向下凹表示熱量的釋放過程，該階段DSC曲線變化呈向下陡峭變化，燃燒反應速率大，熱量釋放速度快；然后，隨著溫度升高逐漸進入673至873K高溫燃燒階段，圖1e玉米桿S1及稻草S3的DSC曲線出現向上的吸熱峰，說明木質素的高溫熱解生成碳的過程是一個吸熱過程，而且前期揮發分燃燒釋放出的熱量不足以滿足后期木質素的熱解生成碳及碳的前期著火燃燒需要的熱量，需要額外提供更多的熱量才能維持正常的燃燒過程，但是，由于玉米桿及稻草中的木質素含量相對較少，因此吸熱峰的面積不大。玉米桿S1吸熱峰值出現在溫度為688K點，稻草S3吸熱峰值出現在溫度為665K點。
從圖1e可知玉米芯S2，龍眼枝S4，荔枝條S5的DSC曲線均整個表現為向下凹且光滑變化的放熱過程，這是因為半纖維素、纖維素及部分木質素的熱解析出揮發分的燃燒以及生成碳的燃燒放熱過程的疊加在一起的整體表現，同時表明該3種生物質燃燒穩定，不需要吸收額外的熱量就能維持后期木質素熱解生成碳及碳前期著火燃燒需要的熱量。
從圖1f可知，隨著玉米桿在混合燃料中所占質量比例逐漸增加，DSC曲線逐漸出現更加明顯的吸熱峰，3種混合燃料S6、S7、S8的吸熱峰峰值分別出現在溫度為675、676及685K點，并隨著玉米桿含量的逐漸增加其峰值點向右移動并逐漸靠近玉米桿的吸熱峰峰值點，表明混合燃料需要吸收更多額外的熱量才能維持后期燃燒所需的熱量，由此可知混合燃料中玉米桿S1質量含量過多，不利于混合燃料的后期燃燒，混合燃料的燃燒穩定性逐漸降低，因此，需要控制木質類生物質中添加草本類生物質的質量。
從生物質燃燒的DCS曲線分析可知，木質類生物質的后期燃燒穩定性較高，草本類生物質后期燃燒穩定性較差些，因此，像玉米桿、稻草類的農業生物質在實際燃燒應用過程中不適宜單獨燃燒，需要與其它木質類生物質混合燃燒才有利于提高燃燒的穩定性。
3.2燃燒特性指數分析
3.2.1可燃特性指數的分析
從表2可以看出，玉米桿S1的可燃特性指數最大，混合燃料S6的可燃特性指數最小。玉米桿的著火溫度在所有試驗樣品中是最低的，而且其最大反應速率也是最大，因此，其可燃特性指數最大，生物質的前期可燃性能最好。混合燃料S6的著火溫度較大為521K，最大燃燒反應速率最小，所以其可燃特性指數最小，可燃性特性最差。
3.2.2著火特性指數的分析
從表2可以得知，玉米桿S1的著火特性指數最大，最容易著火，著火特性越好表明可在較低溫度下著火燃燒，從表3可知其玉米桿S1的著火溫度最低也體現了這一點。混合燃料S6的可燃特性指數和著火特性指數均最低，該混合燃料的前期著火燃燒反應特性差，最不容易著火，因此，在混合燃料的混燒利用時需要考慮其前期的燃燒特性，提高混燒燃料的穩定燃燒。
3.2.3燃盡特性指數的分析
由于初始燃盡率f1表示將TG曲線上著火點對應的試樣質量損失與試樣中可燃質含量的比值，其值越大表明其可燃性越佳；f2表示試驗樣品中碳的燃盡性能，與試驗樣品中的含碳量及碳的存在形態等有關，其值越大，表明樣品的燃盡性能越佳[14]。
從表2中可知，玉米桿S1的可燃特性指數和著火特性指數均最高，反應出玉米桿的前期優良燃燒反應特性，但是，其燃盡特性指數卻很低。從表2中可知荔枝條S5的初始燃盡率最大，表明其可燃性最佳，同時，從表1可知S5荔枝條的揮發分含量很高（僅次于S4龍眼枝，則其揮發分析出燃燒后形成的孔隙較多，灰層的擴散阻力較小，氧氣很容易滲透擴散到焦炭表面發生著火燃燒，其殘留灰中所含殘碳量極少，因此，燃盡特性指數最高的也是荔枝條S5，燃盡特性最好，且燃盡時間也最短。玉米芯S2的初始燃盡率最小，可燃特性指數最小，可燃性最差，但是其后期燃盡率最高。
龍眼枝S4的的著火溫度536K低于荔枝條S5的著火溫度553K；在著火溫度點對應的質量損失相比，龍眼枝S4的質量損失小于荔枝條S5的質量損失，因此，導致龍眼枝S4的前期燃盡指數0.0887小于荔枝條S5的前期燃盡指數0.1321，兩者后期燃盡指數幾乎相等，同時龍眼枝S4的燃盡時間過長，且大于荔枝條S5的燃盡時間，同時龍眼枝S4揮發分析出著火早于荔枝條S5揮發分析出著火且此時揮發析出燃燒量較小，結果，這樣就導致龍眼枝S4的燃盡特性指數小于荔枝條S5的燃盡特性指數，混合燃料S6、S7及S8中，稻草所占比例不變。
S8表玉米桿、稻草及荔枝條的質量比分別為3:2:1，此時，玉米桿所占比例最大，玉米桿的著火溫度最低，荔枝條的著火溫度最高，玉米桿中揮發分首先析出著火燃燒，為著火溫度最高的荔枝條的揮發析出著火提供了前期熱量，使混合燃料S8的著火溫度在3種混合燃料中最低，燃燒更為充分，使其在著火點時的質量損失最多，致使S8的前期燃盡指數最大，而且S8的燃盡時間最少，在3種混合燃料的后期燃盡指數相差不大的情況下，結果導致S8的燃盡指數最大。
3.2.4綜合燃燒特性指數的分析
各樣品的綜合燃燒特性指數見表3，綜合燃燒特性指數大小順序是，即玉米芯S2>稻草S3>玉米桿S1>混合燃料S8>荔枝條S5>混合燃料S7>龍眼枝S4>混合燃料S6。從表中可以看出，玉米芯S2的著火溫度為476K，僅次于最低的著火溫度玉米桿S1的463K；玉米芯S2的燃盡溫度也是非常低；而且玉米芯S2的可燃特性和著火特性指數均很高，兩者均位居試驗樣品中的第二也體現了其優良的前期燃燒特性，在前期燃燒過程中揮發分更容易析出并著火燃燒，因此，玉米芯S2的綜合燃燒特性指數最大，表明綜合燃燒性能最好。
稻草S3的最大燃燒速率最大，最大燃燒速率最對應的溫度也最低，其綜合燃燒特性指數居第二。混合燃料S6的綜合燃燒特性指數最低。混合燃料S8的綜合燃燒特性大于混合燃料S7及S6，這是因為混合燃料S8中玉米桿所占比例最高，玉米桿的可燃特性指數和著火特性指數均最高，優良的前期燃燒反應特性為混合燃料的著火燃燒提供了有利的前期燃燒所需的熱量，所以其綜合燃燒特性指數最大。
荔枝條S5的燃盡特性指數最大，燃盡率最好，綜合燃特性指數及著火特性指數居中等，說明前期不易著火燃燒。木質類生物質中加入適量的草本類生物質的混合燃料更易于著火燃燒，混燒的前期可燃特性及著火特性的改善有利于著火燃燒。
3.3動力學分析結果
從表4可以看出，采用最小二乘法對試驗數據進行直線擬合所得線性相關系數r值均比較高，線性回歸合理，因此，所采用的模型所計算的結果應該是可靠的。樣品玉米芯S1及玉米桿S2采用了三個不同溫度區間進行動力學研究，隨著區間溫度的升高，所得活化能逐漸降低，反應級數也逐漸降低，相應的頻率因子也逐漸降低；在相對應的溫度區間內，玉米芯的活化能及頻率因子均大于玉米桿的活化能及頻率因子。龍眼枝S4、荔枝條S5在低溫段的活化能比較高，說明木質類的生物質在低溫階段較難熱分解。
所有試樣在低溫燃燒階段的活化能均大于在高溫階段燃燒的活化能，低溫階段活化能約在100～150kJ/mol，高溫階段活化能約在30～60kJ/mol，這是因為，在低溫階段，生物質燃燒活化能高，主要體現的是半纖維素、纖維素以及部分木質素的熱分解主要析出揮發分及其燃燒的過程；揮發分析出前生物質溫度較低，其分子運動相對較慢，加熱生物質時間相對較長，吸收熱量較多，因此就需要更多的活化能來提高反應分子的活性，加速其參加熱解反應；同時，在生物質燃燒前期的低溫階段，在各自不同的溫度區間內，纖維素、半纖維素及木質素因熱分解發生大量化學反應，生成揮發分、很少部分焦炭以及其他物質而所需的能量很多，同時，半纖維素及纖維素的共同質量含量大于木質素的質量含量，半纖維素及纖維素熱分解所需活化能大于木質素熱分解所需活化能[21-23]，因此，低溫階段所需活化能較高。
在高溫階段，木質素分解跨越區間長，分解速度緩慢，生成焦炭量少，所需能量較低；同時，由于前期揮發分的析出造成多孔隙焦炭，為氧氣滲透到焦炭表面與碳充分接觸并發生燃燒化學反應提供了機會，而且，析出的揮發分燃燒釋放出大量熱量提高了剩余物包括所生成焦炭的溫度，為高溫焦炭的燃燒提供了充分的熱量準備，因此，木質素緩慢熱分解生成的少量焦炭的燃燒反應很容易進行，少量焦炭燃燒反應所需能量很少，所以，高溫階段活化能較低。低溫階段活化能大于高溫階段活化能的研究結果，與文獻[24-28]等的研究結果也一致。低溫階段生物質燃燒的活化能及頻率因子大于高溫階段的活化能及頻率因子，體現了活化能與頻率因子變化的一致性。
低溫階段反應級數約在1.0～1.2，高溫階段反應級數約在0.5～0.8，低溫階段反應級數大于高溫階段反應。這是因為，在低溫階段，是生物質熱分解析出揮發分及其燃燒過程，生物質揮發分的析出速度以及揮發分的燃燒速率受揮發分濃度和氧氣濃度的影響很大，體現了反應物濃度對反應速率的影響顯著[19]，所以反應級數高；而在高溫度主要是屬于木質素熱分解析出焦炭及焦炭的燃燒反應過程，該階段反應物濃度主要是氧氣濃度對焦炭燃燒的速率影響且相對較弱，同時，在高溫階段溫度對反應速率的影響也相對較強些，所以，高溫階段反應級數較低。
4結論
1）玉米桿S1及玉米芯S2中揮發分熱解析出燃燒的微分熱重（DTG）曲線出現多個峰且峰值較大，木質類生物質龍眼枝S4及荔枝條S5的DTG曲線顯示在燃燒前期只出現一個峰。由玉米桿、稻草及荔枝條組成的3種混合燃料前期的燃燒特性相似，適宜混合燃燒。
2）玉米桿S1及稻草S3的差示掃描量（DSC）曲線顯示在其燃燒后期均出現吸熱峰，需要吸收更多熱量才能維持其后期的燃燒，表明草本類生物質后期燃燒穩定性較差些且不適宜單獨燃燒；木質類生物質的DSC特性曲線顯示其后期燃燒穩定性較高。木質類生物質中加入適量的草本類生物質有利于提高燃燒的穩定性。
3）玉米桿S1的可燃特性指數及著火特性指數均最大，著火溫度最低，前期燃燒性能優良，燃盡特性指數很低，燃盡特性差。玉米芯S2的燃盡特性指數最低，綜合燃燒特性指數最大，綜合燃燒性能最好。荔枝條S5的燃盡特性指數最大，燃盡率最好，但前期不易著火燃燒。
4）生物質前期燃燒屬于均相著火燃燒模型，后期燃燒屬于多相著火燃燒模型；生物質低溫階段活化能大于高溫階段的活化能，低溫階段活化能約在100～150kJ/mol，高溫階段活化能約在30～60kJ/mol。低溫階段，其反應級數較高，約在1.0～1.2；高溫階段，其反應級數相對較小，約在0.5～0.8。
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