CO2是全球温室效应的主要贡献者,而瓦斯（CH4）的排放对全球变暖的“贡献”要远远大于CO2,其所造成的温室效应几乎是CO2的21倍。煤矿作为瓦斯排放的主要来源,全球年排放量约671.5亿m3,其中通过矿井乏风排放所占到的比例就可达到25%以上。然而,乏风中甲烷浓度较低,最高为0.75%,使得煤矿根本无法对其进行合理有效的利用,只能进行无效益的排放。通过将乏风瓦斯作为辅助燃料通入坑口电厂燃煤锅炉进行混烧氧化增热,可以同时达到降低排放,增加经济效益的目的。然而,我国作为煤炭资源大国,燃煤电厂所用动力煤种类多,煤质差别明显,从而导致了其在电站锅炉中的燃烧特性也存在较大差异,在此情况下,有必要对不同煤种与乏风瓦斯在电站锅炉内的燃烧特性进行研究,研究成果可为矿井乏风与燃煤混烧氧化增热的工业化应用奠定基础。本文基于实验要求及目的,自行搭建了乏风瓦斯与燃煤混烧实验系统,首先研究了没有煤粉存在的条件下乏风瓦斯单独燃烧时甲烷浓度的变化对乏风瓦斯着火温度,甲烷转化率的影响,并在此基础上进一步研究了乏风瓦斯与燃煤混烧过程中煤粉种类的变化对耦合体系着火温度、甲烷转化率以及出口处烟气排放特性的影响,最后利用量子化学模拟手段的方法对煤粉、瓦斯耦合体系燃烧的稳定性以及热化学性进行了模拟分析计算,从微观角度对实验的相关现象进行解释。研究结果表明:当乏风瓦斯单独在炉膛氧化燃烧时,随着进入炉膛的乏风中CH4浓度的不断增加,其在炉膛内的着火温度在不断降低,CH4浓度0.25%时,乏风着火温度为748℃;CH4浓度为1%时,乏风瓦斯的着火温度为725℃。乏风瓦斯燃烧过程中,甲烷的转化率不随乏风中所含甲烷浓度的改变而改变,且炉膛温度是造成甲烷转化率改变的主要原因。温度越高,甲烷转化率越大,甲烷的转化率最终均可达到98%。对于煤粉与乏风瓦斯的混烧,不同种类动力煤的加入均能够使得乏风瓦斯的着火温度发生降低。其中,乏风中甲烷浓度为1%时,其与褐煤组成的耦合体系的着火温度为442℃,与无烟煤组成的耦合体系的着火温度为536℃。褐煤的加入使得乏风瓦斯着火温度降低最为显著,约降低39%;无烟煤的加入使得乏风瓦斯着火温度降低的最不明显,降低约26%。对于不同煤种燃烧对甲烷转化率的影响,其主要与不同煤种燃烧后产生的热量有关,产生的热量越高,对CH4转化率的促进作用越强,在本实验中无烟煤的加入对CH4转化的促进作用最强。对于不同煤种与含不同甲烷浓度的乏风瓦斯在一定温度下混烧时,NO的排放浓度峰值大小总有如下的顺序:褐煤＞长焰煤＞无烟煤,即煤化程度越高,NO浓度峰值越高。然而,乏风的加入会降低NO的浓度,且随着乏风中甲烷浓度的升高,其对NO的还原作用增强,NO的排放浓度不断降低。在不同的甲烷浓度下,不同煤种与乏风瓦斯在一定温度下混烧SO2的排放浓度峰值大小总有如下的顺序:长焰煤＞无烟煤＞褐煤,含硫量不同是造成上述现象的主要原因,且乏风中甲烷同样对SO2具有还原作用。通过量子化模拟手段对煤与瓦斯混烧相关性质进行了分析计算,从模拟计算结果可知,褐煤、长焰煤、无烟煤以及甲烷燃烧时的键解离能（BDE）值大小顺序为:无烟煤＞长焰煤＞褐煤＞甲烷,即在煤粉与瓦斯的耦合体系中,煤粉要先于甲烷着火,且褐煤BDE值最低,最容易着火,无烟煤的BDE值最高,最难着火。对于三种煤燃烧时所释放的热量进行计算,得到如下结果:无烟煤＞长焰煤＞褐煤,无烟煤燃烧所释放的热量最大,褐煤燃烧释放的热量最小,但三种煤所释放热量的绝对值均远大于甲烷燃烧所需能量的绝对值,从计算角度表明三种煤均会促进甲烷燃烧,且无烟煤的促进作用最强,褐煤的促进作用最弱。