推广等离子体点火技术是降低我国火电机组建设与运行成本和保障国家能源安全的迫切需求。无烟煤挥发分含量少且析出慢导致其目前无法实现等离子体无油点火。鉴于目前等离子体点火技术主要依赖电弧热效应,强化放电的化学动力学效应有望实现无烟煤等离子体点火。微波诱导焦炭放电技术可实现场调控、多点源、分散产生活性物质。但诱导放电机理、无烟煤裂解强化机制及其对点火过程的影响均不甚清楚。本文首先在氮气气氛下探究了微波诱导焦炭放电对晋城无烟煤和新华活性焦结构的裂解作用。微波固定床实验和热解实验结果表明,微波诱导焦炭放电确实具有化学动力学效应。本文通过光谱分析检测到了放电产生的电子激发态氮气,并通过气相产物分析、分子量检测和孔结构分析证明放电与热解对晋城无烟煤和新华活性焦结构作用存在差异。本文通过对煤和焦热解产物的放电实验解耦出放电化学效应,证明放电产生的活性物质在脱除煤的侧链结构等石墨化作用之外存在逆石墨化作用。本文在空气气氛下进一步探究了微波诱导焦炭放电对晋城无烟煤点火的影响。研究结果表明,微波诱导焦炭放电致无烟煤点火燃烧产物中二氧化碳比例达84.6%,高于焦炭和无烟煤单独微波辐照产物之和中二氧化碳占比;无烟煤经微波诱导焦炭放电温度超过燃点,温升较只采用微波辐照温升更快,因此微波诱导焦炭放电可实现对无烟煤点火的强化。最后,本文通过频域电磁场计算、等离子体流体模拟等方法揭示了微波诱导碳材料颗粒放电机制。数值模拟结果表明,在毫米级颗粒散射微波过程中,折射率满足n>4或k>2的颗粒可通过颗粒间小间距对微波电场有10倍以上的强化;n<4且k<2的颗粒则更可能是通过颗粒形状实现对微波电场10倍以上的强化。此外,颗粒间距过小则会因壁面附着电子而阻碍放电;添加低电离能气体组分则会增加Townsend电离系数。