油页岩半焦是油页岩干馏炼油后的固体废弃物,具有一定的热值,主要以堆弃处理,但在堆弃的过程中会产生大量的污染物,将对环境造成巨大危害。燃烧油页岩半焦充分利用其剩余热量,是解决该问题的突破方向之一。本文从含氧官能团和孔隙结构着手,分析了油页岩半焦在燃烧过程中含氧官能团和孔隙结构的变化规律,进一步的了解了油页岩半焦在燃烧过程中表面微观结构变化。本文主要研究内容如下:首先在热重实验的基础上,对油页岩半焦的燃烧特性及TG-DTG曲线进行分析研究,结果表明:提高升温速率可以在一定程度上阻碍油页岩半焦的着火,推迟油页岩半焦的燃烧完全,有助于促进油页岩半焦的燃烧;从综合燃烧特性来看,三种半焦中YJSC的综合燃烧特性最好,LKSC次之,WQSC最差。通过管式炉对三种油页岩半焦进行燃烧试验,以获取不同燃烧终温不同的灰样,然后,用傅里叶变换红外光谱仪进行样品测量官能团的测定分析。结果表明:WQSC、LKSC、YJSC三种半焦的红外谱图结构相似,只是部分吸收峰的峰强度存在差异,且羟基区的振动吸收很弱,半焦中不存在明显的羧基振动吸收。随着燃烧的不断深入,羟基区的振动吸收峰渐渐消失,酚、醇、醚、酯的C-O键相对含量呈递增趋势,羰基含量呈波动变化。同时随着燃烧的进行,芳香骨架的振动吸收慢慢变弱,脂肪烃的C-H键也随氧化消耗而减少。最后在管式炉燃烧试验的基础上,利用氮等温吸附脱附法研究不同燃烧终温油页岩半焦的孔隙结构特性的变化情况,并通过分形维数来阐述半焦及其燃烧灰样的表面形态的复杂程度。分析结果表明油页岩半焦的孔隙结构多为缝形孔,且以中孔和微孔居多。在燃烧过程中,比表面积有减小、增加再减小的变化,颗粒中微孔及中孔对比表面积的变化起决定作用。采用FHH方程线性回归获得的分形维数表达出汪清油页岩半焦和龙口油页岩半焦中孔隙特征在燃烧过程中变化较为均匀。