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煤炭燃烧引起的环境污染和CO2排放等问题日益严重，生物质能作为最理想的替代能源受到了广泛重视。然而，生物质的低热值、高水分及难破碎等特性限制了其大规模利用。烘焙技术由于能够有效改善生物质的储运特性和能量品质，因此成为极具发展前景的一种生物质预处理手段。但是，烘焙过程对生物质燃烧中的挑战性问题—灰沉积和腐蚀—具有何种影响，是亟待解决的关键科学问题。本文重点关注烘焙对生物质单烧及与煤混烧中灰腐蚀的影响规律。
首先，研究了生物质烘焙过程中矿物质的转化与释放行为，并探究了影响灰腐蚀的相关因素。选取玉米秆、麦草两种生物质，进行了烘焙样品的制备，通过逐级提取、消解实验，结合ICP-OES、IC等测试手段，探究了烘焙过程的矿物元素迁移、释放规律；在管式炉中进行灰负载的腐蚀实验，以探究腐蚀增重的随时间的变化模式以及HCl浓度、灰成分对腐蚀的影响。实验结果表明，烘焙造成了生物质中氯、硫的释放，碱土金属发生了向更稳定赋存形态的转变；腐蚀增重随时间的变化符合抛物线规律，HCl浓度升高明显促进腐蚀速率的提高；灰中碱金属、碱土金属和氯含量的增加与腐蚀增重存在正相关性；腐蚀增重随灰分负载量的增加而增加。烘焙使得基于原样的氯得到了部分脱除，由于含氯量低的生物质在燃烧过程中氯的释放量更低，因此烘焙可通过降低烟气中氯的含量对腐蚀有减轻作用。
其次，在模拟实际燃烧条件下，重点研究了烘焙对生物质燃烧(单烧及与煤混烧)中灰腐蚀的影响规律。使用沉降炉系统进行了1300℃生物质灰、烘焙生物质灰、煤灰以及生物质-煤、烘焙生物质-煤混烧灰的收集。在水平管式炉中分别进行了单独燃烧工况和与煤混烧工况下的腐蚀实验。比较了单独燃烧条件下和混烧气氛下腐蚀的差异，探究了混烧气氛中SO2的存在、灰沉积、合金组成以及烘焙对腐蚀的作用。烘焙玉米秆和烘焙麦草在1300℃燃烧的灰中存在Ca的富集，其腐蚀增重情况较对应生物质原样灰的腐蚀增重略高，1300℃生物质、烘焙生物质灰负载的金属腐蚀增重远高于两种煤灰负载的金属；在30%的生物质掺混比例下，混烧灰的灰分组成与煤灰接近，混烧工况下的积灰腐蚀增重比单独燃烧工况下明显降低；相同气氛下，烘焙生物质-煤的混烧积灰腐蚀增重与生物质-煤混烧积灰腐蚀增重差异不显著，生物质掺混高硅铝煤的混烧灰分负载的金属腐蚀增重高于生物质、烘焙生物质掺混高硫煤的金属。混烧工况下模拟烟气中SO2的引入对氯腐蚀产生了抑制效果；Cr在扩散过程中出现了内氧化现象；计算表明，烘焙对燃烧过程释放的氯的减弱程度高于其对燃烧灰分中AAEM的富集作用，相较于生物质原样的燃烧利用，使用烘焙生物质对锅炉换热面金属的腐蚀问题存在减弱作用。
首先，研究了生物质烘焙过程中矿物质的转化与释放行为，并探究了影响灰腐蚀的相关因素。选取玉米秆、麦草两种生物质，进行了烘焙样品的制备，通过逐级提取、消解实验，结合ICP-OES、IC等测试手段，探究了烘焙过程的矿物元素迁移、释放规律；在管式炉中进行灰负载的腐蚀实验，以探究腐蚀增重的随时间的变化模式以及HCl浓度、灰成分对腐蚀的影响。实验结果表明，烘焙造成了生物质中氯、硫的释放，碱土金属发生了向更稳定赋存形态的转变；腐蚀增重随时间的变化符合抛物线规律，HCl浓度升高明显促进腐蚀速率的提高；灰中碱金属、碱土金属和氯含量的增加与腐蚀增重存在正相关性；腐蚀增重随灰分负载量的增加而增加。烘焙使得基于原样的氯得到了部分脱除，由于含氯量低的生物质在燃烧过程中氯的释放量更低，因此烘焙可通过降低烟气中氯的含量对腐蚀有减轻作用。
其次，在模拟实际燃烧条件下，重点研究了烘焙对生物质燃烧(单烧及与煤混烧)中灰腐蚀的影响规律。使用沉降炉系统进行了1300℃生物质灰、烘焙生物质灰、煤灰以及生物质-煤、烘焙生物质-煤混烧灰的收集。在水平管式炉中分别进行了单独燃烧工况和与煤混烧工况下的腐蚀实验。比较了单独燃烧条件下和混烧气氛下腐蚀的差异，探究了混烧气氛中SO2的存在、灰沉积、合金组成以及烘焙对腐蚀的作用。烘焙玉米秆和烘焙麦草在1300℃燃烧的灰中存在Ca的富集，其腐蚀增重情况较对应生物质原样灰的腐蚀增重略高，1300℃生物质、烘焙生物质灰负载的金属腐蚀增重远高于两种煤灰负载的金属；在30%的生物质掺混比例下，混烧灰的灰分组成与煤灰接近，混烧工况下的积灰腐蚀增重比单独燃烧工况下明显降低；相同气氛下，烘焙生物质-煤的混烧积灰腐蚀增重与生物质-煤混烧积灰腐蚀增重差异不显著，生物质掺混高硅铝煤的混烧灰分负载的金属腐蚀增重高于生物质、烘焙生物质掺混高硫煤的金属。混烧工况下模拟烟气中SO2的引入对氯腐蚀产生了抑制效果；Cr在扩散过程中出现了内氧化现象；计算表明，烘焙对燃烧过程释放的氯的减弱程度高于其对燃烧灰分中AAEM的富集作用，相较于生物质原样的燃烧利用，使用烘焙生物质对锅炉换热面金属的腐蚀问题存在减弱作用。