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随着成型技术水平的提高和规模的扩大,生物质固体燃料的竞争力不断提高,使得其在未来能源消耗中将占有越来越大的比例,应用领域及范围也将逐步扩大。作为一类生物质固体燃料,秸秆生物质具有巨大的潜力,但是由于其灰熔温度较低而易引起灰分结渣等原因,对锅炉燃烧效率造成不利影响,导致秸秆生物质固体燃料的应用仍不广泛。因此,提升秸秆生物质固体燃料的灰熔温度从而改善燃料性质具有十分重要的现实意义。本论文以小麦秸秆为例,旨在分析小麦秸秆燃料性质,采用水淋洗、添加剂、水淋洗-添加剂协同手段对其进行预处理,研究预处理方式对灰熔温度的影响,对比预处理方式对小麦秸秆灰分结渣的缓解作用,研究预处理对小麦秸秆灰熔温度影响机理,建立可准确预测生物质固体燃料预处理后灰熔温度的预测模型,以期为判断和预防生物质固体燃料灰分结渣提供科学指导和理论基础。首先,测试了小麦秸秆的工业成分（包括灰分、水分、挥发分、固定碳等）、元素成分（包括碳、氢、氧、氮、硫、氯等）、热值和灰熔温度等燃料性质,分析了小麦秸秆灰熔温度的主要影响因素。结果表明:（1）小麦秸秆中水分（6.57%）和灰分（4.14%）含量偏低,挥发分含量（78.97%）较高,高位热值范围为18.95～19.38 MJ/kg,是一种适用于燃烧的生物质。（2）灰熔温度包括开始收缩温度SST、变形温度DT、半球温度HT和流动温度FT,当灰熔温度SST或DT高于生物质燃炉温度（1000℃～1200℃）时认为不易产生灰分结渣。而小麦秸秆SST（700℃）偏低,易形成结渣。（3）灰分是影响灰熔温度的主要原因,灰分中Si O2和K2O含量越高,其灰熔温度越低。其次,分析了水淋洗预处理和添加剂预处理（包括高岭土、白云石、熟石灰）对小麦秸秆灰熔温度的影响,结合X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）-X射线能谱仪（EDX）和相图分析方法,研究水淋洗、添加剂预处理对小麦秸秆灰熔温度的影响机理。结果表明:（1）水淋洗预处理灰分去除率为26.09%,其中K2O去除率为63.09%,使得灰熔温度有所上升,减轻灰分结渣程度。（2）添加剂预处理（高岭土、白云石、熟石灰）均可显著提高小麦秸秆灰熔温度,改善小麦秸秆灰分结渣程度,其中高岭土的效果最好,其次为熟石灰,白云石效果较差。（3）水淋洗预处理去除了小麦秸秆中部分易熔的钾盐,并使残留的钾盐形成高熔点KCa3P5O23、K3Ca P2O8和K2Mg2（SO4）3等矿物,是提升小麦秸秆灰熔温度的主要机理。（4）添加剂预处理的作用机理为:高岭土添加剂使得小麦秸秆灰分中低熔点钾盐反应生成高熔点KAl Si O4、KAl Si3O8等矿物;白云石添加剂则生成K2Mg Si5O12、Ca3Si3O9等高熔点矿物;熟石灰添加剂生成Ca3Si3O9、Ca Mg（Si O3）2等高熔点矿物,从而提高了小麦秸秆灰熔温度。接着,结合XRD、SEM-EDX和相图分析方法研究了水淋洗-添加剂（高岭土、白云石、熟石灰）协同预处理对小麦秸秆灰熔温度的影响。结果表明:（1）水淋洗-添加剂协同预处理进一步提升小麦秸秆灰熔温度,SST得到大幅增升,有效缓解小麦秸秆灰分的结渣程度。其中,水淋洗-熟石灰预处理（SST提高260℃）效果最好,水淋洗-高岭土（SST提高240℃）和水淋洗-白云石预处理（SST提高220℃）效果次之。（2）水淋洗-添加剂协同预处理影响机理为:水淋洗-高岭土预处理中生成高熔点K-Al硅酸盐,包括白榴石（KAl Si2O6）、透长石（KAl Si3O8）和六方钾霞石（KAl Si O4）等矿物;水淋洗-白云石预处理中Ca和Mg含量较多,除了与Si O2反应生成高熔点硅灰石（Ca3Si3O9）、透辉石（Ca Mg（Si O3）2）以外,还与K反应生成了少量的K2.62Mg4Si4O14;水淋洗-熟石灰预处理中Ca和Si含量占多数,在加热条件下生成大量的硅灰石（Ca3Si3O9）,同时与K和P生成K-Ca磷酸盐（如K2Ca P2O7等）,均使得小麦秸秆灰熔温度得到提升。最后,根据各预处理方式对灰熔温度的影响机理,分别采用偏最小二乘（PLS）回归法和布谷鸟搜索（CS）-BP神经网络法建立了生物质固体燃料预处理后灰熔温度SST的预测模型。结果表明:（1）基于灰分含量为预测指标的灰熔温度PLS回归预测模型并不能准确预测预处理后的灰熔温度,各预测指标未表现出显著的线性关系。（2）水淋洗、添加剂等预处理方式较大程度上改变生物质固体燃料灰分组成含量,超出预测指标范围,并且不同种类生物质固体燃料灰分组成含量差异性较大,影响回归预测模型预测精度。而结渣指数Si、Cl、酸碱比（B/A）、巴布科克指数（Rs）、侵蚀指数（Rf）、灰渣粘性指数（G）、钾比（Rk）与灰熔温度SST有显著相关性,可选取作为预测指标。（3）以结渣指数为预测指标建立的CS-BP神经网络预测模型可准确预测生物质固体燃料预处理后的灰熔温度SST。论文的研究工作表明:（1）水淋洗、添加剂以及水淋洗-添加剂协同预处理可显著提高小麦秸秆灰熔温度,水淋洗预处理可减少灰分中低熔点的钾盐,而添加剂预处理生成高熔点的矿物,水淋洗-添加剂协同预处理在减少低熔点钾盐的基础上进一步将其转化为高熔点的矿物,灰熔温度得到大幅提升,灰分结渣得到有效缓解。（2）基于结渣指数建立的CS-BP预测模型可准确地预测生物质固体燃料预处理后灰熔温度SST,预测误差满足应用要求。