煤在燃烧过程中会排放很多的有毒重金属,其中汞和铬对人类的生活环境造成了严重的影响。汞的毒性以甲基汞的毒性最大,它侵入人体会造成细胞的通透性变化,破坏细胞的离子平衡,影响细胞的基本功能和代谢。铬极易形成具有强氧化性、腐蚀性和致癌性的物质,其中Cr(+6)是一种高度致癌物质,在燃煤过程中要严格控制其化合物的排放。生物质含有丰富的碱金属、Cl元素,N、S含量低,这些特点也可能会影响Hg、Cr的化合物生成。并且生物质与煤混燃是一种新型的燃烧方式,它既可充分利用资源又可控制污染物排放,对这方面的研究具有非常重大的现实意义。本文在燃煤烟气汞、铬的氧化机理研究的基础上,分别研究了生物质与煤混燃时汞及铬的化合物形态变化过程。使用化学热力学软件HSC Chemistry建立相应的热力学模型。汞的热力学计算结果表明：当有生物质参与的情况下,Cl浓度增加,可以促使Hg0更早开始向Hg2+发生转化；C的参与对燃煤中Hg的氧化起到了一定促进的作用。关于铬的热力学研究中,在没有碱金属存在的Cr/C/H/O/N/S/Cl系统中,混燃比0：1时,六价铬的转化率是最高的,而混燃比1：3时,六价铬化合物浓度最低,因此,在三种混燃比下,1：3时是最适合的混燃条件。但当有碱金属参与的系统中时,无论混燃比如何,铬的化合物形态主要为K2Cr04,同样也是最主要的六价铬化合物。同时,本课题结合生物质碱金属含量丰富,高C1含量,N、S含量低等特性,以及前人所研究得出的动力学数据,运用CHEMKIN4.1分别对汞、铬的氧化进行了研究。对汞的动力学研究得出,动力学结果与热力学结果基本一致,由于动力学结果有复杂的反应机理研究,所以更接近现实燃烧。由于铬的反应机理十分复杂,动力学参数很难准确获得,所以在此仅创建了C/H/O/N/S/Cl/K/Na动力学模型,间接预测各元素对铬氧化的影响。通过对C/H/O/N/S/Cl系统、C/H/O/N/Cl/K/Na系统和C/H/O/N/S/Cl/K/Na系统,不同混燃比下的分析,结果表明,S元素主要以H2SO4、SO2的形态存在,C1元素的主要产物为HCl,碱金属的主要产物是KHSO4、KCl、NaHSO4和NaCl。铬的氧化与燃料成分中碱金属、氯、硫的含量有关,适合的混燃比会对铬的氧化有利。除此之外,研究发现物质的反应活性受到温度的控制。不同温度下,铬的氧化效果有所不同,碱金属、Cl及S元素对铬的氧化影响也有所不同。选择合适的温度,对铬的氧化才能起到促进作用。在动力学模型基础上,本课题还使用计算流体力学软件Fluent建立了物理燃烧模型,将Chemkin动力学机理导入Fluent模型,模拟真实燃烧情况,进行了物理场与化学反应的结合,考虑了流动对化学反应的影响。将模型计算数据与动力学数据进行比较,结果有良好的匹配性,验证了物理模型及动力学模型的可行性。