随着化石燃料资源的日益减少,以及温室气体排放的限制,开发利用生物质能成为发展可再生能源的一条重要途径。在众多生物质能利用技术中,燃烧发电是一种简捷、实用、可行的生物质能利用技术。但是,生物质中高含量的碱金属元素,使生物质在燃烧过程中容易发生粘结、在换热过程中容易使受热面积灰及腐蚀。本论文主要针对生物质燃料在流化床中燃烧所存在的粘结问题展开相关工作。通过热重分析等实验过程,辅以SEM/EDX、XRD和XRF等分析手段对生物质以及生物质与煤混合物的燃烧特性、粘结特性以及粘结控制进行了研究。具体研究内容如下:1.在热重分析仪上,研究生物质(玉米秸秆和果木枝条)与安化石煤混合物的热解特性和燃烧特性。研究表明随着生物质掺混比例的增加,混合物的着火温度降低,燃尽时间缩短;分析得出生物质(玉米秸秆和果木枝条)与安化石煤混合物的化学反应动力学参数。2.在流化床中进行不同温度下生物质(玉米秸秆成型颗粒、果木枝条成型颗粒和玉米芯颗粒)的燃烧实验,研究不同生物质在燃烧过程中的粘结特性。研究表明随着温度的升高,床料发生粘结的程度增大,床层发生大面积粘结的时间缩短;床料中生物质灰含量的高低不是床层发生粘结的主要因素,其影响的大小同生物质灰中碱金属元素的存在形态有关;分析结果表明构成结团颗粒的粘附物中含有较高量的硅、钾、钙、镁等元素。3.分别以河砂、白云石、粘土、安化石煤的灰渣为床料,在流化床中进行生物质(玉米秸秆成型颗粒)的燃烧粘结对比实验。研究结果表明在900℃下,使用上述四种床料,均能有效地抑制床料粘结的发生。各床料发生粘结的难易程度从难到易依次为:粘土＞安化石煤的灰渣＞白云石＞河砂。SEM/EDX分析表明四种床料产生的结团颗粒表面均存在不同形貌的覆盖物,这些覆盖物阻止了结团颗粒的增大,进而抑制床层发生大面积粘结。从经济性来考虑,在工程实际中采用石煤的灰渣是生物质燃料流化床燃烧较适合的床料。