气流床气化技术是当前主流的煤炭高效、清洁利用方式,该技术凭借气化强度高、碳转化率高、原料适用性广等优点具有广阔的发展前景。在煤炭气化过程中掺混一定比例的秸秆类生物质,不仅可以减少化石燃料的消耗,还可以有效的利用农林废弃物。气流床气化炉通常采用液态排渣方式,对灰渣的高温流动特性提出了较高要求,通常要求灰渣流动温度低于1400℃,黏度低于25Pa·s。生物质与煤混合气化后,灰分组成和灰渣流变性变化趋势会更加复杂,因此研究掺混生物质的气化灰渣在弱还原性气氛下的灰熔融特性和黏温特性变化趋势,对扩大煤种选择范围、维护气化炉稳定运行具有重要意义。本文以神华烟煤、稻秸秆和玉米秸秆的气化灰渣为主要研究对象。对稻秸秆、玉米秸秆与神华烟煤混合气化的灰样,在弱还原气氛条件下进行灰熔融特征温度测试,并结合扫描电子显微镜的测试结果、FactSage模拟结果进行分析。结果表明:在神华烟煤中掺混稻秸混合气化的过程中,过程中随着稻秸含量增加,气化灰渣中的石英与钙长石向透辉石转化,灰渣的熔融特征温度呈现先下降,后略微上升再持续下降的趋势。在神华烟煤中掺混玉米秸秆进行气化的过程中,随着玉米秸秆含量的增加,气化灰渣中的钙长石向透辉石、白榴石转化,灰渣的灰熔点呈现先升高后持续下降的趋势。因此在神华烟煤中掺混稻秸或玉米秸秆,可以不同程度地降低神华烟煤灰熔融特征温度。利用高温粘度计在弱还原气氛中测量掺混有稻秸秆、玉米秸秆的神华烟煤气化灰渣的黏度。结合X射线衍射图谱与FactSage计算的三元相图对高温下灰渣中矿物质的演变过程进行研究。研究表明:神华烟煤与秸秆类生物质混合气化过程中在900¹200℃区域有较多固态渣的存在。随着温度升高,固态渣中低熔点矿物质发生熔融,固态渣向液态渣转化,液态渣含量增加,SiO₂与K₂O、CaO、MgO、Al₂O₃等多种金属氧化物形成长石类矿物质。在1500℃以上区域时仅剩MgO、Al₂O₃等高熔点物质,此时的液态渣含量达90%。神华烟煤与秸秆类生物质的最佳混合气化比为稻秸秆10%和玉米秸秆30%时液态排渣的效果最好,临界温度分别降低了60℃和100℃。本课题从煤灰的主要氧化物组成以及高温下矿物质演变的角度出发,探究了弱还原气氛下稻秸秆、玉米秸秆对神华烟煤气化灰渣熔融特性和黏温特性的影响。探究了神华烟煤与秸秆类生物质混合气化的煤灰在气流床气化炉内能够顺利挂渣、排渣的最佳配比,为神华烟煤和秸秆类生物质混合气化的规模化工业应用提供基础数据参考和理论支持。