生物质是一种产量大、分布广泛、可再生能力强的能源,具有低灰分、高挥发分的特点;煤矸石为煤炭开采和洗选过程中的副产品,是目前最大的工业废弃物之一,具有高灰分、低挥发分的特点。在能源日益紧缺,环保要求越来越严格的当下,煤矸石与生物质的能源化利用越来越受到各国的重视。生物质与煤矸石在性质上具有互补性,将二者进行混合燃烧可提高煤矸石的燃尽率、降低污染物的排放。本文选用内蒙古产粮区河套平原的玉米秸秆和内蒙古锡林浩特煤田的煤矸石为原料,在空气和富氧（O₂/CO₂）气氛下对二者的燃烧特性、污染物排放特性及微观形态演变特性进行了研究。首先,对试验所用生物质、煤矸石及二者混合试样进行热重试验,对其燃烧特性进行了研究,研究发现:空气气氛下和21%O₂/CO₂气氛下,由于燃烧气氛性质的不同,21%O₂/CO₂气氛会对燃烧过程产生一定的抑制现象;O₂/CO₂气氛下,氧浓度和生物质含量的升高,会对混合试样燃烧过程产生促进作用;升温速率对混合试样的放热特性有较大的影响;煤矸石整个燃烧过程符合二级动力学模型,混合试样在燃烧过程中,低温和中温区间符合一级动力学模型,高温区间符合二级动力学模型。其次,对试样进行了循环流化床燃烧试验,对其污染物排放特性进行了研究,研究发现:一次风或二次风量的增大,煤矸石燃烧后烟气中NO和SO₂排放量均呈现上升的趋势;空气气氛和21%O₂/CO₂气氛下,混合试样燃烧后产生的污染物排放差别较大,21%O₂/CO₂气氛下NO排放量较空气气氛下低25～35%,SO₂排放量较空气气氛下低28～35%;氧浓度的提高,提升了炉内的氧化能力,燃烧后NO和SO₂排放量也逐渐增多;生物质含量的增加,NO排放量出现了先上升后下降的趋势,而SO₂则出现了逐渐降低的趋势。最后,采用扫描式电子显微镜对试样进行了微观特性的研究,研究发现:随着温度的升高,灰样的粒径逐渐变小,温度在300～500℃时,颗粒显现出明显的多孔状形态,整体结构较为疏松,温度超过600℃后,颗粒表面开始出现玻璃碎片状物质,多孔状形态逐渐消失,当温度达到1000℃时,颗粒表面的玻璃碎片状物质逐渐消失,颗粒表面形成了岩石裂纹状的结构。