随着全球对于能源需求日益的增长和环境要求的日益严格,生物质由于其环境友好性和可再生性等极其突出的特点,正逐步受到越来越多的关注。但是由于生物质的低热值等缺点,导致生物质的单独应用受到了限制。为了更好地缓解能源紧张的局势,煤和生物质的共利用逐渐成为目前该领域研究工作的热点,该技术可以将两种燃料的优点进行整合。煤和生物质的共利用过程中存在相互作用,利用其相互作用可以调控煤和生物质的产物分布和产率。对这种相互作用进行解析得到的相关信息对煤和生物质共利用过程的反应装置和反应器的工艺设计和及其应用具有指导作用。本文通过设计新型反应器并进行相关实验,考察了一种褐煤和玉米芯及其两者混合物在程序升温热解以及快速热解两种条件下的行为,以及两者共利用过程中相互作用对产物分布及产品品质的影响。实验结论主要包括以下四个方面：(1)程序升温热解实验中,褐煤的总挥发分和焦油产率均小于玉米芯,这主要是与褐煤和玉米芯自身组成成分和性质有关。相对于褐煤,玉米芯中含有更多的含氧基团、脂肪基团和较低含量的芳香基团,这些支链较丰富的物质在受热时极易分解。因此,褐煤／玉米芯混合物热解中的挥发分产率和焦油产率及气相产物释放量(除H2以外)随着褐煤混合比例的增加而降低。(2)通过对比分析在程序升温热解过程中褐煤/玉米芯混合物的总挥发分和焦油产率的实验值与其相应加权计算值,发现共热解过程中存在协同效应。协同效应的存在增加了焦油的产率,降低了气相产物的释放,但对总挥发分产率无影响。通过不同的对比实验可以发现玉米芯挥发分与褐煤半焦之间的相互作用是造成这种协同效应的主要因素。这种协同效应除对挥发分析出有影响外,对热解制备的半焦的氧化反应性也有一定的影响。褐煤/玉米芯混合物半焦的氧化反应性随着褐煤混合比例的增加而降低,这与玉米芯中富含具有较好催化作用的钾元素紧密相关,随褐煤混合比例的增加半焦中钾元素含量降低。另外,玉米芯挥发分与褐煤半焦之间的相互作用可能改变了半焦的结构,这也是影响半焦反应性的因素之一。(3)快速热解实验中褐煤与玉米芯及其混合物的转化行为与程序升温热解过程存在较大的差异。在整个快速热解温区500-900℃内,玉米芯析出的总挥发分和气相产物释放量均远远大于褐煤；焦油产率则以700℃为转折点,温度小于700℃时,褐煤的焦油产率大于玉米芯,而当温度高于700℃时,玉米芯的焦油产率大于褐煤。褐煤和玉米芯混合物的总挥发分产率随着热解温度的升高而逐渐增加,从热解温度500℃至900℃约增加了17%。(4)快速升温热解实验中,褐煤与玉米芯的混合物共热解析出的总挥发分和焦油产率与相应的理论加权计算值不一致,说明两者共热解过程中存在协同效应。该协同效应表现在热解温度低于700℃时焦油产率的增加,气相产物的释放量的降低,而总挥发分产率不变；随着温度的继续升高,总挥发分和焦油的产率明显的降低,气相产物的释放增加。通过对比实验研究,玉米芯挥发分与褐煤半焦之间的相互作用是引起快速升温热解过程中协同效应的主导因素。褐煤和玉米芯两者的挥发分与半焦之间的相互作用均抑制了挥发分与焦油的析出,而两者挥发分之间的反应促进了挥发分的释放却降低了其中焦油的比例。