生物質鍋爐燃料的燃燒過程是強烈的化學反應過程，又是燃料和空氣間的傳熱、傳質過程。其燃燒過程可分為四個階段：干燥過程、揮發分的析出與燃燒、過渡階段及焦炭燃燒。

    隨著溫度的不斷升高，生物質顆粒燃料進行揮發熱解過程，研究表明生物質顆粒燃料在150～800℃都有熱解揮發分析出。大連生物質鍋爐揮發分的析出可以分成三個明顯的階段。在低于280℃的溫度范圍內有一個明顯的失重過程，它完成了生物質的半纖維素（羧基、羰基）等低分子質量物質的分解，放出大量的H20、C02與CO，到達著火溫度后，氣態的揮發分和周圍高溫空氣摻混首先被引燃而燃燒。

     燃料的溫度進一步增高。大連生物質鍋爐纖維素的熱分解速率急速下降，此時揮發分物質仍能保持燃燒火焰。木質素由于高溫碳化，并通過氧化作用表面開始著火，生成炙熱火焰，以較慢的速率燃燒，此時出現氣相和固相兩種燃燒狀態并存的現象，直到燃料中的揮發分物質分解完畢，氣相火焰熄滅。

    當揮發分的燃燒快要終了時，焦炭及其周圍溫度已很高，空氣中的氧氣也有可能接觸到焦炭表面，焦炭開始燃燒，并不斷產生灰燼，燃料中的木質素已全部碳化，表面生成炙熱的火焰，燃燒反應速率加快，并出現第二次反應速率峰值，然后燃燒速率變慢，表面炙熱火焰由紅變暗，逐漸消失。但是，焦炭燃燒受到灰燼包裹和空氣滲透較難影響，阻礙了焦炭的燃燒，造成灰燼中殘留余炭。