中国大气环境污染严重,民用固体燃料燃烧被广泛认为是主要的大气污染物来源之一,有着巨大的减排潜力。发展新型燃料和燃烧方式是节能减排的重要途径。本文分别从这两个方面进行了探索。第一,针对无烟煤在民用炉具中燃尽率低的问题,本文通过向无烟煤中添加生物质制作成混合型煤,以提升无烟煤作为民用固体燃料的燃烧性能和降低污染物的排放。并就生物质-煤混合型煤的制作工艺对热效率和污染物排放的作用规律进行了研究,定量分析了生物质含量、成型压力和粘土添加量对PM2.5排放因子和热效率变化的影响。挥发分作为颗粒物的前驱物对生物质-煤混合型煤PM2.5的排放有着直接影响,本文对挥发分和PM2.5排放因子的相关性也进行了定量分析。实验结果显示:与纯生物质型块相比,混合型煤在传统炊事炉具中使用能够使热效率提升88%-179%,PM2.5减排98.8%-99.5%;与纯煤型煤相比,热效率提升81%-127%,PM2.5减排61%-67%。在实验数据的基础上,定量分析了生物质-煤混合型煤推广可能带来的影响。研究表明,生物质-煤混合型煤中生物质与煤协同作用的节能减排机理主要包括:(1)生物质与煤混合成型后的多孔结构能够为煤粉颗粒的燃烧提供更充足的氧气;(2)生物质和煤混合成型后,生物质在缺氧状态下低温热解所产生的易燃气体对粉煤颗粒有助燃作用;(3)生物质富含的碱(土)金属和高H/C比对粉煤颗粒的易燃气体生成有促进作用;(4)生物质较无烟煤的低着火点、低燃尽温度以及生物质燃尽后自身的收缩作用进一步丰富了气体通道,为粉煤颗粒的燃烧提供了更为充足的氧气;(5)生物质-煤混合型煤的挥发分对PM2.5排放因子的影响是通过生物质在200-350oC的低温热解发生作用的。第二,低温碳化脱除挥发分后的碳化产物加工成型煤用作民用燃料,是民用洁净燃料。民用炊事炉具的燃烧试验结果显示:PM2.5排放因子分别比原煤型煤和生物质型料降低89%和80%,另外热效率也由9.5±0.6%和3.6±0.7%分别提升至10.3±0.4%和4.6±0.5%。因此,与煤干馏工艺相结合实现煤炭资源的梯级利用,在回收焦油和煤气的基础上,综合考虑热效率的提升和污染物排放降低,将半焦应用于民用固体燃料,也可以降低民用燃烧的污染物排放。第三,反烧采暖和气化燃烧炊事方式分别通过改变燃料组分的燃烧次序和增加二次风,实现污染物的减排。反烧采暖方式与现有正烧方式相比,燃烧煤和生物质,可实现减排~50%的CO2、79%的PM2.5、97%的EC、85%的BaPeq和66%的8种有毒元素(能量基);气化燃烧炊事方式和正烧方式相比,燃烧农作物秸秆和生物质型块时,热效率分别从1.97%-2.29%和3.83%-4.60%提升至4.55%-6.53%和10.14%-13.66%,并实现减排~90%的PM2.5。综上所述,以下两个途径可以有效实现民用固体燃料的节能减排:(1)控制燃料质量,即生物质-煤混合型煤和炭化型煤;(2)改进燃烧方式,即通过控制燃料中可燃组分的燃烧顺序。