采用微波辅助溶胶凝胶法制备了改性TiO₂,在管式炉进行了煤与生物质燃烧脱硝脱汞性能实验。研究了生物质、钙基添加剂、催化剂改性TiO₂和燃烧温度对生物质与煤燃烧时脱硝脱汞效率的影响。对不同的TiO₂进行了XRD、BET、SEM、EDS、XPS和NH₃-TPD表征分析。最后文章进行了煤焦脱硝实验,并对煤灰的成分进行分析,探讨了改性TiO₂催化脱硝脱汞机理。实验得出Zr-CTAB-TiO₂的最佳制备条件:Zr和CTAB掺杂量分别为1%和2%,煅烧温度为400℃,微波功率为600W;当煤种为山西煤,生物质为玉米芯,山西煤和玉米芯的掺混比例为6:4,钙基添加剂为乙酸钙,Ca/S=2.3,Zr-CTAB-TiO₂的添加量为8%,燃烧温度为850℃时,脱硝效率最高,为72.27%;比未添加Zr-CTAB-TiO₂时脱硝效率提高了35.94%,比添加纯TiO₂时的脱硝效率提高了33.69%。生物质与煤混燃脱汞的实验结果表明:当生物质的种类为玉米芯、钙基添加剂为溴化钙、Ca/S比为2.3、加入催化剂Zr-CTAB-TiO₂、燃烧温度为850℃时,Hg⁰去除效率最高,为35.84%;比未添加Zr-CTAB-TiO₂时Hg⁰去除效率提高了6.23%,比添加纯TiO₂时的Hg⁰去除效率提高了6.08%。说明在添加溴化钙后,生物质玉米芯、催化剂Zr-CTAB-TiO₂在同一实验装置和实验条件下可以同时实现脱硝脱汞。通过催化剂的表征可以得出:表面活性剂CTAB的掺杂增大了TiO₂的比表面积,同时使催化剂的表面产生了氧空位,提高了TiO₂表面的氧化还原能力。同时CTAB的掺杂使TiO₂表面吸附氨的能力增强。表征结果与实验得到的数据相吻合。催化剂Zr-CTAB-TiO₂加快了煤本身的裂解反应,使煤的挥发分释放量增大,从而增大了煤焦的比表面积,多孔煤焦有利于煤燃烧生成的NOx渗透扩散到焦炭内表面反应,提高了煤焦对NO的异相还原作用以及煤焦对Hg⁰的化学吸附作用。生物质和钙基的添加虽然提高了脱硝效率,却增加了煤灰的结渣率,而催化剂Zr-CTAB-TiO₂既能实现同时脱硫脱硝,又可以降低煤灰的结渣率,提高锅炉的运行效率。