污泥焚烧法作为一种减量化、资源化、无害化、减容化的处理方式,受到广泛的青睐。污泥与煤混烧是污泥处置的有效方法之一,但由于污泥高灰分、含有毒有害物质、干化和燃烧过程中排放氮氧化物、多环芳烃等污染物而产生二次污染,污泥与煤的混烧仍处于研究阶段。相关研究大都集中在其燃烧特性和燃烧污染物的排放特征方面,在减少污泥与煤混烧污染物的排放方面研究较少。本文通过在污泥和煤的混合物中添加木质素、单宁酸、单质硅得到一种新型的固体燃料(SC),考察了添加剂对污泥和煤混合燃料(SC0)抗压强度和燃烧释放NO_x(NO、NO2)的影响,并分析了不同燃烧温度、不同升温速率、不同通气流量对复合成型燃料释放氮氧化物的影响。对污泥和煤及其混合物进行工业分析、元素分析、热值分析和热重分析,结果表明:城市污水污泥中掺入煤粉能够使燃料的固定碳含量和热值提高,燃烧更持久,污泥燃烧有三个失重峰,而煤只有一个大的失重峰;污泥的燃烧主要是自由水和结合水的析出、挥发分析出和燃烧、固定碳燃烧三个过程,而煤主要是固定碳的燃烧过程;污泥和煤混合物的TG-DTG曲线介于两者之间,各组分燃烧相对独立。根据不同的木质素、单宁酸、单质硅配比,采用自主改造的WDW-10电子万能试验机制备污泥-煤混合成型燃料颗粒,同时测定其Meyer强度来衡量燃料颗粒的抗压强度。结果表明:木质素和单宁酸是有效的粘结剂,而硅对二者的粘结作用有所削弱;复合成型颗粒的Meyer强度随木质素的添加比例增加而增大,随单宁酸添加比例的增加先增后减;掺入木质素、单宁酸、硅的污泥-煤混合成型燃料颗粒的强度比相同比例的污泥、煤混合燃料的强度增大了12.6%。最后采用管式定碳炉进行复合成型燃料燃烧实验,并对燃料及其燃烧后灰渣进行X射线光电子能谱分析(XPS)分析探求添加剂作用机理,结果表明:在相同的燃烧条件下燃烧释放氮氧化物(NO、NO2)量减少27.83%;XPS分析提出了一种氮氧化物释放减少的可能机理:在高温燃烧时,燃料中的氮和硅形成了一种氮和硅的氧化物,将氮固定在残渣中;在实验条件范围内,随着升温速率的升高,氮氧化物释放量减少,随着燃烧温度的升高,氮氧化物释放量增加,当温度高于1000℃时,氮氧化物的释放量降低,氮氧化物的释放量随空气流量的增大而增大。