生物质能的规模化利用对于解决传统化石能源的短缺以及化石能源利用引起的环境污染问题具有重大意义。秸秆是主要的农业废弃物，也是生物质能源的重要组成部分，秸秆燃烧发电是生物质能规模化利用的有效途径，循环流化床是秸秆燃烧的主要设备之一。 本文针对秸秆流化床燃烧结渣特性、秸秆燃烧过程中碱金属的迁移规律以及污染物排放进行试验和模型研究。首先通过静态试验研究了棉秆的成灰特性和棉秆灰与床料的相互作用。分别在600℃和800℃条件下，在马费炉中制取棉秆灰，对灰样进行XRD分析，发现棉秆灰的主要物相是K<,2>SO<,4>和KCl，将这两种化合物分别/共同与石英砂、高铝颗粒混合煅烧。煅烧结果表明：当仅有KCl和K<,2>SO<,4>同时存在时，在800℃下就会发生完全共熔现象；当K<,2>SO<,4>和石英砂床料并存时不会发生熔融现象，当KCl与石英砂床料并存时，虽然和床料会烧结在一起，但是烧结强度很低，几乎不能成块，当掺入Al<,2>O<,3>后，可以有效的减轻烧结现象；当KCl、K<,2>SO<,4>和SiO<,2>混合在一起时，800℃下会发生局部熔融的现象；K<,2>SO<,4>、Al<,2>O<,3>和SiO<,2>这三种物质在一起时，在800℃下依然呈松散状态；当Al<,2>O<,3>、SiO<,2>、KCl和K<,2>SO<,4>四种物质混合在一起的时候，在800℃下呈轻微软化状态。 在掌握了棉秆灰与床料的静态结渣特性基础上，进行了流化床棉秆燃烧过程中的结渣特性试验。试验是在热输入为200KW循环流化床试验装置上进行的，分别采用石英砂和高铝颗粒作为床料，在相同的床层温度、流化风速、静止床高、过量空气系数等试验条件下，进行长时间连续稳定试验。在试验过程中按不同时间进行床料取样，采用XRF、SEM/EDS分析床料化学成分和微观结构的变化。结果表明：流化床燃烧棉秆时，随着运行时间的延长，两种床料颗粒中都会富集越来越多的碱性金属元素；选用传统的石英砂颗粒作为床料时，棉秆灰中的碱金属盐、碱土金属盐会吸附在石英砂颗粒表面并和Si02发生化学反应，生成低共熔点的硅酸盐，在高温下熔化的硅酸盐又会吸附大量的棉秆灰形成一定厚度的粘连层，当粘连层的粘力大到可以使相互碰撞的床料颗粒粘在一起后，就会产生大量的结渣，在累积运行21h后，流化严重恶化；选用高铝颗粒作为床料时，由于高铝颗粒只含有少量的SiO<,2>，同时在内部结构上是多孔的，SiO<,2>在高铝颗粒的内部分布基本均匀，不会在颗粒表面形成大量的低熔点的化合物，因此不易产生结渣，在累积运行38h后，流化状态依然良好。为了深入理解结渣机理，并进一步考察燃烧温度、床料颗粒粒径、流化速度等因素对结渣的影响，建立了结渣数学模型。计算结果表明：燃烧温度对初始结渣时间的影响程度最大，随着温度的升高，初始结渣时间迅速缩短；床料颗粒粒径对初始结渣时间的影响趋势与床温的影响相同，但影响程度明显轻于床温的作用；流化速度的增大能够延长初始结渣时间。 秸秆燃烧过程中碱金属是引起结渣的主要因素，因此在10KW<,th>流化床燃烧试验装置上对两种常见秸秆燃料进行了碱金属迁移规律的试验研究，研究了温度和过剩空气系数对碱金属迁移规律的影响。研究结果表明：温度是影响碱金属迁移最重要的因素，随着温度的升高，气相碱金属含量有较大幅度的升高，床料中碱金属含量降低；过量空气系数对碱金属的析出、迁移也有影响，影响程度没有温度显著，气相中碱金属含量随过量空气系数增大而增加，床料中碱金属含量降低；稻秆燃烧过程中出现了低温结焦现象，加入高岭土添加剂后有利于抑制结焦的发生。 本文运用最小自由焓原理，对秸秆流化床燃烧过程中碱金属迁移规律进行了模拟，同时对试验条件无法满足的高温区域进行了预测。模拟结果表明：温度对碱金属释放量的影响比较大，随着温度的升高，气态碱金属的含量逐渐增大，相应的凝固态的碱金属量减少；气态和凝固态碱金属的主要存在形式为KCl和NaCl，当反应温度达到750℃后，秸秆燃烧后的碱金属开始向气态中大量释放；当温度高于1050℃后，开始产生NaOH、KOH和Na<,2>SO<,4>，但是相对于碱金属氯化物的含量而言，氢氧化物和硫酸盐的含量相对很少。气态碱金属化合物中基本没有K<,2>SO<,4>存在；随着反应器压力的增加，气态碱金属含量不断下降，低压段时压力的影响更加明显，相应的凝固态碱金属元素K、Na含量则不断上升；秸秆释放出来的碱金属和床料中的SiO<,2>发生化学反应生成了低熔点的四硅酸钾和二硅酸钠，并且生成量随温度的升高而增大。秸秆燃烧时NO<,x>、HCl气体的释放会恶化环境。在10KW<,th>小型流化床设备上进行了一系列试验，针对秸秆的流化床燃烧过程中气态污染物的产生规律进行了研究，研究结果表明：随着温度增加，NO的排放浓度增加并逐渐趋于平缓，而N<,2>O的排放浓度则快速下降；随着过剩空气的增加，NO的排放浓度升高，而N<,2>O的排放浓度依然处于一个较低的水平；NO、N<,2>O的排放浓度都随物料中的N含量的增加而增大；HCl在600℃下已经释放出来；过剩空气系数对HCl排放浓度的影响比较复杂，不能简单的以线性关系来表示；加入CaO后，HCl的浓度下降明显，CaO对HCl的脱除效率可达70％左右。