高碱煤低阶煤具有反应活性好、容易燃尽的特点。然而,高碱煤中碱金属和碱土金属的含量较高,在热化学应用过程中极易结渣,即使在运行温度相对较低的循环流化床（CFB）中也难以避免,导致其在煤基化学品、合成氨、天然气和电力等产业的应用和推广受到了严重限制。针对高碱煤气化结渣问题,本研究首先对不同煤质高碱煤的结渣特性进行了分析,利用热力学计算软件FactSage7.2得到了液渣随温度的生成曲线,为气化煤种和运行温度的选择提供了理论指导;其次,探索了不同气化温度和时间条件下高碱煤的结渣特性及碱金属迁移转化规律,并根据CFB气化炉不同部位的结渣情况,进一步分析了反应气氛和其他煤灰组分对结渣的影响;最后,结合试验和热力学计算探索了以煤灰组分调控为主要手段的防结渣方案,并最终在CFB小试试验台完成了稳定运行试验,确定了适合工程化应用的防结渣方法,为高碱煤在CFB工业气化炉中的安全应用提供支持。主要研究工作和结论如下:（1）开展了不同煤质高碱煤气化试验,并通过热力学计算得到了液渣随温度的生成曲线,讨论了 6种高碱煤的结渣特征差异并优化出合理的运行温度区间。结果表明:Na的低固留率（RNa）会导致煤灰的高熔融温度（AFTs）,但当煤灰中的Ca含量较高时,Ca的存在形态会影响煤灰整体的AFTs。降低RNa、促进碱金属的气相释放,抑制Ca的硅酸盐和硅铝酸盐的生成可以有效预防结渣。此外,以液渣生成曲线为基础,通过比较25%液相线对应温度与液渣快速增长的初始温度,判断六种高碱煤的运行温度（依次为木垒煤、铁投煤、其亚1煤、其亚2煤、沙尔湖煤、宜化煤）应分别控制在:1150℃、950℃、1125℃、1125℃、1100 ℃ 和 1000 ℃ 以下。（2）开展了不同温度和停留时间下的高钠煤气化试验,并结合热力学计算探索了气化结渣特性和碱金属的迁移转化规律。结果表明:气化温度越高,煤焦中的无机物越容易渗透到颗粒表面,并在SiO2和Al2O3的捕捉下生成致密层,导致颗粒具有较高的粘性;随停留时间的增加,这些颗粒相互粘黏、团聚和生长,最终导致结渣。逐级萃取结果表明:Na主要以水溶性和醋酸铵溶性的形式存在,气化过程中两种形态Na的比例会逐渐降低,Na最终以不溶性和盐酸溶性的形式被固留在气化灰中;气化过程醋酸铵溶性K会向水溶性和盐酸溶性转化,但绝大多数以不溶性的形式存在。最终被固留在气化灰中的Na高达70%,K仅占40%,由碱金属Na引起的结渣问题更严重。（3）开展了不同气氛下高碱金属和碱土金属（AAEM）煤的气化试验,结合相平衡计算分析了灰渣的液相增长规律,并通过相图分析了煤灰组分变化对灰熔融性的影响。结果表明:在典型的CFB气化运行温度区间内（950～1050℃）,高碱煤在还原性气氛下的液相占比最高,水蒸气气氛下最低。炉膛底部的灰浓度、CO2浓度和温度都很高,碱金属的固留效果较强,一旦颗粒出现团聚会造成灰渣的快速生长,因此结渣风险最高;返料器部位流化速度低、物料浓度高,通入水蒸气可以降低温度、促进Na的气相释放并减轻颗粒之间的粘黏和团聚,有效减缓结渣;炉膛上部虽然为强还原性气氛,但是颗粒速度快、物料浓度低,因此结渣风险最小。对于AAEM组分构成相似的煤,硅铝比（Rs/A）越高导致RNa越高、煤灰的软化温度（ST）越低、结渣风险越高,通过调节煤灰中SiO2、Al2O3、Na2O和CaO等组分的相对含量可以有效调控灰熔融性。（4）开展了印尼（YNc）配煤和宜化煤（YHc）添加剂气化试验,并结合热力学计算探究了有效防结渣的煤灰组分调控方案。对于进口 YNc,在工程项目所在地（广西）寻找合适的配煤可以降低成本并促进当地劣质煤种的利用。利用相图指导配煤煤种及比例的选择,结合试验得到:添加25%的百矿煤可以降低碱金属的固留率（RR）,并降低气化灰中由碱金属引起的低温共晶的形成,有效预防结渣。对于新疆地区工业气化用YHc,掺入添加剂是较为合适的方式。通过测得的AFTs和计算得到的煤灰熔融特征曲线得到:加入六种矿物添加剂后煤灰的结渣趋势由高到低依次为:熟蛭石、生蛭石、石英、原煤、高岭土、勃姆石和刚玉,并且得到最合适的添加比例为6%。（5）开展了基于CFB的气化试验,探究了不同蒸汽煤比和氧煤比对高碱煤气化结渣特性的影响,并最终完成了防结渣稳定运行试验验证。结果表明:氧煤比越低,提升管内还原性气氛越强,气化灰中以NaAlSiO4、（K,Na）AlSi3O8和Na2SiO3为代表的物质晶相越明显,结渣风险越高;提高蒸汽煤比可以降低提升管底部温度并促进碱金属的气相释放,降低结渣风险。提升管底部和返料器是结渣风险最高的两个区域,以刚玉作为床料或以高岭土作为添加剂都可以降低AAEM的局部富集,起到防结渣效果。考虑系统长期运行的稳定性,掺入6%的高岭土被认为是最合适的防结渣方案。