混煤的物理化学结构特征与混煤热反应性的客观规律对于阐述优化配煤理论，实现混煤优化燃烧具有重要意义。本文选择两类煤质特性差异较大的无烟煤和烟煤组成混煤，从微观角度入手，研究了混煤热反应过程中的表面结构变化，探讨物理掺混结果的混煤发生化学反应性改变的内在原因。通过TG／FTIR联用测试手段深入研究热解、燃烧反应机理，从热分析动力学角度预测混煤的反应性。采用管式炉堆积燃烧，跟踪分析混煤污染产物的动态析出过程，为硫的脱除和氮氧化物的控制提供理论基础。拓展了优化组合算法在配煤领域的应用，为提高优化配煤模型的时效性提供理论依据和技术支持。红外微观物性和XRD微晶结构分析表明混煤具备成为化学意义上的新煤种的条件。采用管式炉热解制备煤焦，采用氮气吸附方法和SEM相结合对混煤焦的微观孔隙结构进行研究，探讨混煤焦表面形态变化的原因。挥发分的析出和煤粒受热变形的共同影响导致混煤焦的比表面积低于相同热解条件下的组分煤种。局部孔隙分布随着混煤组分比例的改变呈多段变化：混煤组分比例相同时，混煤焦的中孔分布同于无烟煤焦；烟煤比例＜50％，混煤焦的中孔分布随烟煤比例增加而萎缩；烟煤比例＞50％，混煤焦的中孔分布随烟煤比例增加而膨胀。采用TG—FTIR联用的手段对热解气体产物和热解动力学进行分析，探讨了混煤的热解机理。混煤最大热解速率对应的温度基本上不发生变化，反映出混煤具有结构上的相似性。挥发分释放特性曲线呈多峰分布、半峰宽较宽，体现出混煤组分的热解性具有相对独立性。全局热解活化能用于描述有无烟煤组分的混煤的热解反应性是不够准确的。分段热分析动力学可以用扩散机理和N=6的化学反应机理综合描述混煤的热解过程。混煤的热解初析温度随着混煤氧元素含量的增加线性降低。混煤热解沿程产物分布以及热解产物总的析出量与元素的存在形式息息相关，受混煤组分比例的直接影响。混煤燃烧呈阶段性分布，挥发分的均相燃烧和煤焦的非均相燃烧产生的热量分布受氧气分压条件的影响，导致在某些配比下无法实现着火性能和燃尽性能的双重改善。混煤50％易燃质的燃烧时间与烟煤相近，活化能描述的混煤着火性能随着易燃组分比例的增长呈双曲线形式改善。混煤剩余50％有机质的燃尽时间均高于混煤组分的燃尽时间，随着烟煤比例的增加逐步恶化。烟煤的配比在1／3～2／3时能同时实现较好的着火和燃尽。燃烧气体产物的红外分析显示，混煤碳元素转化为CO／CO₂的相对反应速率与热解产物中碳的分布以及燃烧气氛有关。为了寻求混煤燃烧污染控制的举措，需要对氮、硫污染物的动态析出过程进行分析。在管式炉燃烧条件下，主要考察了氧量变化对NO、SO₂生成规律的影响。NO的动态析出曲线呈多峰分布，降低氧量有利于抑制挥发分N向NO的转化，在某些条件下，也容易导致焦N向NO转化的加强。混煤组分比例改变导致NO波峰对应的反应时段有较大的波动，在采用空气分级控制氮氧化物生成的措施时，需要考虑这一因素的影响。SO₂的动态析出曲线呈双峰分布，析出量随氧量的增加而增加。混煤SO₂总的析出量随着硫元素含量的增加近似线性增加。煤质在线检测技术的发展对优化配煤问题的时效性提出了更高的要求，借助于生物演化思想的组合优化算法和面向对象的程序设计思路可以实现这一目标。通过遗传算法和数据编码的结合，启发式搜索机制的应用，可以解决多煤种选择、高精度配煤耗时过长的问题，尽管由此也可能产生算法最优解的质量有所下降。面向对象的程序设计方法，有效的利用了类的继承性，可以方便的实现算法的改进和扩充，有利于优化配煤模型的推广和应用。