气化方法是生物质热能转化的有效途径,但生物质单独气化存在能量密度低、焦油含量高等不足,采用煤与生物质共气化可以形成优势互补,对生物质能源化利用具有实际实用价值和理论指导意义。本文选取玉米秸秆与晋城无烟煤为实验原料,在热重分析仪中分别研究了玉米秸秆和HF-HCl酸洗脱灰前后的无烟煤共热解、CO₂非等温共气化和混合半焦的CO₂等温气化,以及脱灰晋城无烟煤焦分别负载K₂CO₃和CaO催化剂,研究了煤灰分中的K、Ca元素对气化过程的催化活性和影响。在上述实验基础上,对共热解和共气化行为进行了动力学计算。得出以下主要结论:利用HF-HCl酸洗脱灰处理,可将使晋城无烟煤的矿物质脱除率为99%,比表面积从8.766 m²/g增加到14.034 m²/g,并且BJH孔径分布测试测定公式结果表明,脱灰前后的晋城无烟煤都以介孔为主。在玉米秸秆中分别按照0%、2%、5%、9%的比例掺混添加晋城无烟煤和脱灰晋城无烟煤进行非等温共气化实验,结果表明:玉米秸秆与脱灰晋城无烟煤共气化开始温度较玉米秸秆与原煤共气化开始温度滞后,而最大失重速率峰值比玉米秸秆与原煤在共气化阶段的最大失重速率峰值高,原煤中矿物质的催化作用使得气化反应提前,而脱灰晋城无烟煤孔隙相对发达,使得气化反应有更多的活位点,气化反应速率提高,因此失重速率值大。玉米秸秆和煤热解半焦的等温气化实验,同样表明孔隙结构相对丰富的脱灰煤与玉米秸秆焦共气化反应活性更高。在脱灰无烟煤焦中按照1%、3%、5%的比例分别负载K₂CO₃和CaO催化剂进行等温气化实验,并用气化反应性指数R_0.5和R_0.9衡量煤焦的气化反应性,结果表明:任一负载量下,负载催化剂的煤焦气化反应性高于煤焦单独气化;负载K₂CO₃催化剂的煤焦气化反应性高于负载CaO催化剂的煤焦气化反应性。采用单一反应模型、总包n级反应模型分别对玉米秸秆和煤的共热解、非等温共气化行为进行动力学计算,玉米秸秆掺混晋城无烟煤的共热解活化能低于玉米秸秆掺混脱灰晋城无烟煤的共热解活化能,并且玉米秸秆与原煤非等温气化活化能低于玉米秸秆与脱灰晋城无烟煤非等温气化活化能,表明玉米秸秆与少量晋城无烟煤掺混共热解和共气化时,两者之间存在一定的协同作用,该协同作用很大程度上与晋城无烟煤灰分中碱金属和碱土金属的催化作用有关。DAEM模型拟合等温气化反应活化能随着碳转化率的提高呈现先增加后减小的趋势。该论文共有图19幅,表16个,参考文献78篇。