藻类生物质具有生长速度快、收获周期短以及生长环境广泛等优点，其在能源领域具有很大的应用前景。但是藻类热值较低并且其灰分中碱金属含量高，单独气化会存在较多问题。本论文提出将藻类和煤进行共气化（即混合气化），利用二者的优势并克服各自缺点，为藻类生物质的规模化应用以及部分替代煤提供有效途径。论文首先对一种大型藻(高氮型鞘藻)和褐煤进行裂解特性研究，并对其裂解过程进行了动力学分析；其次对高氮型鞘藻焦炭和褐煤焦炭进行了反应活性表征，并系统研究了裂解条件对焦炭活性的影响；在对裂解和焦炭活性研究的基础上，分别采用流化床装置和气流床装置对藻类与褐煤进行共气化研究，深入分析研究了藻类生物质的添加对相关气化指标所产生的影响，以及燃料灰分的变化等性能。论文的主要研究内容和创新性成果如下：　　1）使用热重分析技术对一种高氮型鞘藻和褐煤的裂解进行了研究。研究发现：在实验研究范围内，鞘藻的裂解主要集中在137-377℃范围内；褐煤的裂解主要集中在159-549℃范围内。鞘藻和褐煤的裂解反应平均活化能分别为236 kJ/mol和344 kJ/mol。研究得到了鞘藻和褐煤的裂解动力学表达式为：　　2）搭建了固定床反应实验装置，利用该装置制备了在不同裂解条件下的焦炭。利用扫描电镜、CHN元素分析仪以及热重分析技术系统研究了裂解条件对高氮型鞘藻焦炭以及褐煤焦炭表面形貌、化学成分和焦炭活性的影响。结果表明：裂解条件对高氮型鞘藻和褐煤焦炭的表面形貌和化学成分均有显著影响。在相同的裂解条件下，高氮型鞘藻焦炭活性是褐煤的2-5倍；增加裂解升温速率可以提高藻类焦炭活性，增加裂解温度会降低藻类焦炭活性；鞘藻裂解反应速率快、焦炭活性高，可以作为替代燃料用于气化或共气化。　　3）采用流化床气化装置，深入研究了在褐煤中添加10 wt％的藻类进行共气化对相关气化指标以及灰分等的影响。实验结果表明，三种大型藻的添加使得CO产率提高19.2-24.7%，H2产率提高10-19.3%，CO2产率降低5.4-10.2%，合成气热值增加了4-8%;碳转化率增加了3-5%。而微藻的添加使得 H2产率降低13.7%，CO和CO2产率均降低了9%，合成气热值降低了3%，碳转化率降低了9%。　　4）研究发现：采用流化床进行藻类和褐煤共气化时，几种藻类生物质的添加使飞灰和底灰中的碱金属含量明显升高，并且对床料表明的黏结层元素组成产生了较为明显的影响。在褐煤与高氮型鞘藻、褐煤与低氮型鞘藻以及褐煤与栅藻的共气化实验床料中均发现有团聚物。研究表明：褐煤与高氮型鞘藻、褐煤与低氮型鞘藻共气化实验床料团聚机理为反应型机理，主要是由于碱金属与床料反应生成熔融态的碱金属硅酸盐而引起的；褐煤与栅藻共气化实验床料团聚机理为非反应型机理，表现为灰渣团聚，主要原因是灰分中的Fe化合物和硅酸铝化合物生成Fe-Al硅酸盐共融物。由于在褐煤中添加10 wt%的德氏藻后其相关气化指标得到提升并且不会产生额外的操作问题，因此研究认为德氏藻是一种最理想的藻类生物质燃料可与褐煤使用流化床技术进行共气化。　　5）采用气流床反应装置，研究了在褐煤中添加20 wt%的藻类对相关气化指标以及灰分的影响。实验结果表明，在褐煤中添加20 wt%的大型藻使得CO产率增加8.5-11.3%，碳转化率增加6.0-9.8%，其他气化指标无明显变化；在褐煤中添加20 wt%的微藻，其CO和H2产率分别降低26.3%和18%，CO2产率升高了4.5%，合成气热值降低了3.4%，碳转化率降低了9.9%。在气流床共气化研究中，虽然大型藻的添加造成了底灰中碱金属和磷含量的升高，但相关的结渣和结垢计算表明其仍处于安全范围内。栅藻中含有较多的矿物质，其结渣和结构倾向较小。