生物质能在世界能源消费总量中约占15%,仅次于煤炭、石油和天然气,居于第4位。我国生物质资源丰富,主要来源于农业废弃物、农林产品加工废弃物、薪柴、城市生活垃圾等方面。以煤为主是我国能源结构的主要特点,我国84%的煤炭用于直接燃烧,煤炭在燃烧过程中产生大量的粉尘、SO2、CO2和NOx等污染物,使我国大气呈典型的煤烟型污染。生物质与煤混合燃烧技术是一种洁净燃烧技术,可以有效地减轻环境污染,改善大气质量。本文采用热重-红外联用技术,以我国生物质资源中较为丰富的玉米秸秆、木屑为原料,与三种变质程度不同的煤在不同生物质添加比例、氧气浓度、升温速率等条件下进行混合燃烧实验研究。实验结果表明,燃料自身特性不同,其燃烧过程也不同。生物质燃烧过程主要集中在燃烧前期的挥发分燃烧阶段,煤燃烧过程主要集中在燃烧后期的固定碳燃烧阶段。生物质的着火特性、燃尽特性等燃烧性能明显优于原煤。生物质的加入可以有效改善原煤的综合燃烧性能,原煤的固定碳越高,添加生物质对其燃烧性能的影响越大。生物质添加量越大,生物质与煤混合物的燃烧性能越好。改变加热升温速率和氧气浓度等操作条件,可以明显改变燃烧过程和燃烧特性。提高升温速率和氧气浓度能明显提高燃料的燃烧性能,缩短燃烧时间,提高燃尽率。燃烧动力学分析表明,生物质、煤及其混合物的燃烧可以作为一级反应处理。生物质及其与煤混合物燃烧的活化能小于原煤燃烧的活化能,生物质的加入可以提高生物质与煤混合物的反应活性。升温速率提高,混合物燃烧的活化能降低。氧气浓度提高,混合物燃烧的活化能升高。燃烧气态产物的红外光谱分析结果表明,煤与生物质燃烧的气态产物不同。生物质添加比例、氧气浓度和升温速率增加,都可以减少燃烧气态产物中CO所占比例,提高燃料可燃成分的燃尽率和能源利用率。