作为最重要的化石燃料之一,未来几十年内煤炭仍然在我国的能源消耗中占主要地位。但是,煤炭利用会引起严重的环境问题。而生物质能属于可再生能源,可为世界提供约14%的能源消耗。但是,生物质原料的供应问题,限制了其大规模的工业应用。煤与生物质共利用可以弥补两者之间不足,是一种潜在的有前途的技术方法。煤与生物质共热解作为共热化学转化过程中的初始阶段,对后续过程起到至关重要的影响。在共热解过程中,煤与生物质之间会发生相互作用,对共热解过程及共热解焦的特性都会产生影响。因此,本文针对煤与生物质共热解过程以及共热解焦特性进行深入研究,并揭示共热解过程中的协同作用机理。为煤与生物质共利用技术的工程应用提供理论依据和基础数据。磨煤过程中的组分偏析影响了不同粒径煤粉的化学结构、热解反应性和热解气相产物。为确定合适的取样标准,本文构建了一系列红外结构参数和脱挥发分综合指数对六种不同粒径神木煤的化学结构和热解反应性进行了半定量的表征,并在两者之间建立联系。最后利用热重-傅里叶变换红外联用分析仪（TG-FTIR）研究了组分偏析对热解气相产物的影响,并依此验证了样品红外结构参数建立的准确性。结果表明,煤中的氢含量和一些典型的官能团结构明显受组分偏析的影响。随着粒径的减小,神木煤的灰含量逐渐增加,热解反应性变差,CH4、脂肪烃和轻质芳香烃的释放逐渐减小。通过对热解气相产物的分析,可以确定本文建立的红外结构参数是准确合理的。另外,根据实验结果,构建了综合红外结构参数S,并确定在本文的实验条件下与脱挥发分综合指数D是正相关的。最后,获得了本文的取样标准,并为后文的研究方法提供了理论基础。在共热解过程中,煤与生物质的存在都可能影响对方的热解过程,另外,半焦与挥发分之间也会发生相互作用,从而促使共热解过程中协同作用的产生。本文对煤与生物质的化学结构差异和共热解特性及其动力学分析进行了研究。为了更全面地研究煤与生物质的共热解过程,本文采用共热解特征参数来研究煤与生物质之间的相互影响以及两者对整个共热解过程的影响。结果表明,煤中富含芳香族C=C结构,而生物质中富含OH和C–O结构;在煤与生物质的共热解过程中,实验RB高于计算值,而实验的Rcoal低于计算值,同时实验的Tcoal向低温移动;在热解反应初期,混合物活化能曲线的增长趋势与生物质活化能增长趋势一致,随着热解温度的升高,混合物活化能受煤和生物质共同影响。焦的转化对整个热化学转化效率具有重要影响,而共热解过程中挥发分与半焦的相互作用严重影响了共热解焦的特性。本文研究了神木煤与玉米秸秆共热解对共热解焦的理化特性、碱及碱土金属（AAEM）含量及其反应性的影响。研究表明,煤与玉米秸秆共热解过程对焦产率影响很小甚至可以忽略,但是可以促进胶质体的形成;煤可以抑制玉米秸秆中K和Mg的释放,但是煤与玉米秸秆的混合却促进了Ca的释放;随着热解温度的升高,焦样品中的芳香族C–H官能团先增加后减小,碳结构从小的芳香环结构变成含有6个或者更多苯环的大芳香环结构;煤与玉米秸秆在共热解过程中的相互作用比煤焦与玉米秸秆焦共气化时的相互作用对气化过程的影响更重要;当共热解条件为玉米秸秆的质量比超过70%且共热解温度约为600℃时,获得的共热解焦的反应性最好。在煤与生物质共热解过程中,AAEM能够对两者的协同作用产生影响。煤中的AAEM和生物质中的AAEM都会对煤与生物质的共热解过程产生影响。为了探究两者的AAEM对共热解过程的影响程度,本文研究了原煤与原玉米秸秆、酸洗煤与原玉米秸秆、原煤与酸洗玉米秸秆、酸洗煤与酸洗玉米秸秆四种混合物共热解焦的理化特性及其反应性。研究表明,四种混合物获得的共热解焦产率呈现RC&RCS>HC&RCS>RC&HCS>HC&HCS的趋势,共热解对焦产率的影响很很轻微,可以忽略;共热解过程中,玉米秸秆的存在有利于煤焦产生球形颗粒,并且酸洗玉米秸秆的促进作用要大于玉米秸秆的促进作用;混合物两者之间的相互作用对共热解焦的反应性起促进作用,这种促进作用在有玉米秸秆参与的共热解焦中体现的更加明显。综上所述,本文基于煤与生物质共热解过程,研究了共热解特性、共热解焦的理化结构及其反应性,以及活性AAEM对它们的影响,并探讨了共热解过程中协同作用发生的机理。研究结果为煤与生物质共热解过程提供了理论指导和基础数据,对其高效清洁利用具有积极的推动作用。