近年来能源紧缺和环境污染问题日益严峻,生物质因其可再生及二氧化碳零排放特性受到人们的广泛关注,成为能源研究的热点。生物质混煤燃烧发电技术可利用电站现有基础设施来实现生物质能源的有效利用,在生物质能的利用技术中具有很大优势。国内外学者对生物质混煤燃烧的燃烧特性、污染物排放特性、灰熔融特性等进行了一系列的理论及试验研究,因此本文对生物质混煤燃烧过程中的灰沉积特性进行了试验研究,探讨了在不同影响因素下碱金属及氯的析出特性,通过分析混燃灰的物相组成,探讨了灰沉积过程中的反应机理,对该技术在电厂中的广泛应用以及实现生物质的大比例掺烧具有重要意义。首先,在一维沉降炉内试验研究了生物质不同掺混比例对沉积灰形貌及物相组成的影响。随着生物质掺混比例的增加,沉积灰结构更加密实,粘附在受热面上难清除；沉积灰中碱金属氧化物K2O、Na2O及氯的质量百分比逐渐增加, SiO2、 Al2O3的含量逐渐减少,灰中低熔点的碱金属硅铝化物是灰沉积加重的主要原因；沉积灰中S/Ca比值增大,也使得沉积灰灰熔点降低,加重了灰沉积。其次,在管式炉反应器上试验研究了生物质混煤燃烧过程中K及Cl的析出特性。单一生物质燃烧时,生物质中碱金属析出率高,Cl元素的析出率要比碱金属K高很多,碱金属K主要以KCl的形式析出,而Cl则还以C12、HCl等形式同时析出；生物质混煤燃烧在整体上抑制了碱金属K的析出,促进了Cl元素的析出。碱金属及Cl的析出量随着燃料中所含K总量及Cl总量的增加而增加,但是不存在线性关系。随着生物质掺混比例的增加,碱金属K的析出率呈现先降低再升高的趋势,而Cl元素的析出率维持在60～80%。燃料中的Fe2O3具有抑制碱金属析出的作用,CaO则会促进其析出,S元素会通过硫化反应抑制碱金属析出,促进Cl元素析出。随燃烧温度升高,碱金属K的析出呈现先升高后降低的趋势,且影响比较明显,这主要受燃料组分活性影响。试验研究了添加剂对生物质混煤燃烧过程中K及Cl析出影响,结果表明Al2O3、高岭土会与燃料燃烧生成的KCl反应生成碱金属硅铝化合物,同时还会有钠柱石及硫酸钙霞石的生成,抑制了碱金属及Cl元素的析出。再次,利用MDI Jade5.0软件对生物质混煤燃烧成灰的能谱图进行了分析,Si02是灰的主要组成物质,随着生物质掺混比例的增加,Si02峰值变低,碱金属硅铝化合物的峰值升高。贫煤比烟煤含有更多的S及更好的固钾能力,因此在60%贫煤混40%玉米秆中CaSO4及碱金属硅铝化合物峰比60%烟煤混40%玉米秆高。随着燃烧温度的升高,灰中碱金属化合物的峰值越来越明显,且逐步出现了Ca(Al2Si2O8)、Mg3Al2(SiO4)3等物质,沉积灰熔点降低,灰粘性增强,灰沉积加重。最后,利用分形理论中的DLA模型对生物质混煤燃烧灰凝聚过程进行模拟,在限制性半径不变的条件下,随着粒子数的增加,凝聚体的分支增多,自相似性增强,分形维度增大；与生物质混煤燃烧过程中掺混比例增大,碱金属K的析出量增加,沉积灰的整体熔点降低,沉积灰形貌结构更密实,灰沉积加重相符合,证明该模拟是可行的,且模拟效果良好。