城镇化的快速推进带来了污泥产量的激增,科学处置污泥面临严峻挑战。污泥焚烧热处置能够显著减少污泥体积,并有效利用污泥所含能量,是污泥减量化的重要手段之一。然而,污泥单独焚烧热值低,易造成运行与运输成本过高,发电效率低等问题。将污泥作为附加燃料添加至煤中的掺烧方式能够弥补污泥单独焚烧的不足,提升污泥处置经济性。目前我国原则上不再新建单纯用以发电的煤电项目,煤与污泥耦合掺烧的方式有利于电力系统的转型升级。本文分析了煤与污泥掺烧特性,并研究了煤中典型矿物组分对污泥焚烧过程中重金属（As、Cr、Zn、Cu）迁移行为与形态变化的影响。进一步地,对煤与污泥掺烧重金属迁移规律,NOx与SO2排放等进行了深入研究,并探究了煤与污泥的相互作用规律,旨在为污泥掺烧处置的工业化应用提供参考。基于热重分析法探究了煤与污泥掺烧特性,研究发现:煤与污泥燃烧特性截然不同:污泥燃烧以挥发份析出燃烧为主,而煤燃烧以固定碳燃烧为主。二者掺烧后,燃烧特性由挥发份与固定碳燃烧共同主导,并且随着污泥掺烧比增加,最大失重速率有所降低,着火温度下降,燃烧稳定性提升;随着升温速率增加,挥发份与固定碳燃烧剧烈程度激增,失重速率曲线整体向右侧偏移,燃料发生热滞后现象;此外,掺烧过程中煤与污泥组分之间存在强烈的相互作用,该作用导致了着火温度升高,促进了挥发份与固定碳燃烧过程,也带来了燃尽拐点的提前。在管式炉内探究了煤与污泥掺烧重金属迁移规律,研究表明:随着温度升高,污泥燃烧中As、Cr、Zn的固留率上升,Cu则呈下降趋势。CaO的添加抑制了污泥燃烧中Cr、Zn、Cu的挥发,而高温下Ca与Si-Al矿物的结合抑制了矿物对As的捕获,这促进了As的挥发。受CaO影响,灰中Cr的残渣态减少,但高温下As的酸溶态激增。蒙脱石对重金属均有较好的固留作用。受蒙脱石影响,灰中As的酸溶态与Cr的残渣态增加,而Zn、Cu形态变化较小。同时,高温有利于煤与污泥掺烧中重金属的固留,且Cr、Zn效果明显;随着污泥掺烧比增加,更多重金属留于灰中。相比于单独燃烧,煤与污泥的相互作用有利于掺烧中As的固留,但会促进Zn、Cu的挥发,而对Cr影响复杂;污泥灰中As、Zn的形态相较于煤灰更为稳固,且随着污泥掺烧比增加,As、Zn浸出率下降,Cr浸出率上升。此外,掺烧灰中As、Cr浸出浓度易超标,不能直接进行填埋。在获取合适污泥掺烧比范围的基础上,基于沉降炉内探究了煤与污泥掺烧典型污染物排放特性,结果表明:随着温度、过量空气系数增加,煤与污泥掺烧NOx与SO2排放加剧。随着污泥掺烧比增加,NOx排放量降低,SO2排放量提升,但煤与污泥的相互作用降低了NOx与SO2排放,这与掺烧后燃烧特性的改变及污泥中Ca、Fe组分有关;单独燃烧时,污泥中重金属相较于煤更易迁移至底灰中。随着污泥掺烧比增加,底灰中重金属的占比呈上升趋势,飞灰中Cr、Zn、Cu则呈下降趋势;此外,煤中污泥的加入会导致飞灰中重金属浸出浓度增大。综合来看,燃煤过程中添加10%-20%污泥不仅维持了一定的污泥处置效率,也有助于NOx与SO2排放控制与飞灰处置。