本文针对果木枝条成型燃料，在流化床实验装置上进行不同温度下床料粘结特性实验，通过扫描电子显微镜、X射线能谱以及X射线荧光光谱等分析手段，进行生物质流化床燃烧粘结机理研究，富通新能源生产销售木屑颗粒机、秸秆压块机等生物质颗粒燃料成型等颗粒燃料。
1、实验
1.1实验物料
实验以苹果的枝条成型颗粒为燃料，成型颗粒的直径为6 mm，平均长度为15mm，实验样品的燃料特性分析结果见表1．实验采用的床料为石英砂，床料粒径范围为0.20～0.355 mm，其中，石英砂和果木枝条灰的特性分析见表2．
1.2实验设备与实验方法
实验装置由炉体、电加热炉、螺旋给料机以及空气压缩机等组成。炉体下部内径为120 mm、高500 mm，上部内径为200 mm、高450mm。
实验的工况温度分别为750℃、800℃和850℃；在实验过程中，保持螺旋给料机连续稳定地给料，同时通过炉膛顶部设置的观察窗不间断地观察流化床中床料的流化状态，识别床料发生大面积结团、停止流化的时刻；试验结束后，取出床料，对床料做粒径分析和XRF分析，对结团做SENUtDX。
2、实验结果与分析
2.1 温度对床料粘结的影响
在750℃下，实验台正常运行了1082 min，床层没有发生大面积结团，但在实验后的床料中观察到有结团颗粒，其形态同果木枝条成型颗粒相似，并且结构致密，硬度较大，见图2．在800℃和850℃工况条件下，实验台分别运行了15min和1min后，床层都发生了大面积结团，床层温度急剧升高，床料完全停止流化，在两次实验后的床料中发现的结团中，都观察到有内部中空的结团颗粒，并且这些结团颗粒的结构比较松散，硬度较小，见图3、图4．实验现象表明，随着燃烧温度的升高，流化床保持正常流化的时间减少。
不同温度下实验后床料质量增加比例和床料的XRF分析见图5和表3，从中可以得出，随着温度的升高，保持正常流化时间减少，床料中生物质灰所占比例相应减小，同时床料中碱金属元素K，碱土金属元素Ca、Mg含量减少，然而实验中却隧温度升高床料发生粘结的程度呈增大的趋势。由此可见，温度是影响床料结团的重要因素。床料中生物质灰含量的高低不是决定床层发生大面积结团的决定因素，而与碱金属元素存在的形态直接相关。
对各工况实验后床料的粒径进行分析，见图6：从图中可以观察到，在0.355 mm以下粒径范围，850℃工况的床料占实验后总床料的比例最大，800℃工况的其次，750℃工况的最小：而在0.355 mm以上粒径范围，情况却相反，其原因是生物质灰同床料在高温下作用形成结团，并且随着生物质灰在床料中的不断积累，使床料粒径不断增大。
2.2结团的SEM/EDX分析
对750℃、800℃和850℃工况下实验后出现的结团颗粒进行SEM/EDX分析，见图7—图9．从各个工况的SEM照片来分析，形成结团的床料颗粒棱角分明，颗粒表面没有出现熔融的迹象，只是在颗粒之间形成了一定量的絮状物将颗粒粘结在一起。EDX分析结果表明，将床料颗粒粘附起来的物质中含有K、Si、Ca、Fe、Mg以及Al等。据此分析形成结团颗粒的原因是生物质灰与床料颗粒发生作用的过程中，生物质灰中的含碱金属氧物质与床料中的硅化物发生反应，形成低熔点的共熔物，其反应式如下方程式中X代表K、Na等碱金属元素，当n为3、4时，其熔融温度在800℃以下，这些熔融物在床料颗粒的不断碰撞接触中，在不同的床料颗粒表面传递，当这些化合物积累到一定程度时，使粘附颗粒的力大于破坏力，床料中的颗粒就会粘附在一起形成结团。
根据不同温度下实验后的EDX分析，床料颗粒之间的粘结物质中Ca元素的含量较高，有关文献显示，碱土金属元素Ca对于床层的结团具有抑制作用；但是当Ca在灰中超过一定含量时，也将会促进床料发生粘结。因此实验中高含量的Ca对床料粘结可能起到促进作用，但是还有待深入研究。
3小结
(1)随着床层温度的升高，床层发生结团的时间明显减小：温度是影响生物质流化床燃烧床料粘结的重要因素，
(2)床料中碱金属元素的含量不能作为判断床料是否将要发生粘结的依据，床料是否粘结取决于碱金属的存在形态。
(3)碱土金属元素Ca是构成结团粘结物的重要组分，其对床层发生结团现象具有一定影响。
