全球变暖、能源危机和环境污染等问题是近年来世界各国研究和关注的热点，改变能源利用方式，大力发展清洁能源是解决问题的重要途径。在新能源未被大规模地开发使用之前，固体燃料液化是缓解一次能源资源结构与消费结构矛盾，实现能源可持续发展的一项可行、有效的技术途径。鉴于等离子体技术的广泛应用和等离子体独特的化学活性和高反应性，可以使许多传统方法不易或不可能实现的化学反应变为可能，本文将目光瞄准在等离子体固体燃料的液化上。其基本思路是采用介质阻挡放电(DBD)等离子体方法，进行以煤和生物质为代表的固体燃料液化的研究。在气、液、固三相共存条件下，电子碰撞引发的化学反应是整个介质阻挡放电反应的基础。在外电场的作用下，自由电子受电场加速而获得动能，随之同其它分子碰撞并在碰撞中产生大量离子、原子、分子、自由基团等活性粒子，在大量氢离子存在的环境中实现加氢液化。这种方法打破传统的液化思路，开创了DBD等离子体应用和固体燃料液化的先河。该项研究极富创造性，相关应用鲜见报道，是今后研究开发的方向之一。　　 本文在参考国内外主要液化技术及等离子体技术的基础上，设计了介质阻挡放电等离子体固体燃料液化实验装置，并进行了大量的实验和研究。考虑到实验原料来源的广泛性和复杂性，实验以煤和生物质作为固体燃料的代表，以水、酒精、四氢萘作为供氢溶剂，展开相关实验。在常压、室温条件下，将液、固混合物按一定的配比加入反应器进行实验。在短时间内可见反应物温度升高、体积膨胀、颜色变深，放电剧烈等现象发生。实验产物经过滤、分馏等处理，可以确定转化率在10％左右，证明DBD等离子体固体燃料液化实验装置高效、可靠。实验系统借助数字存储示波器、高速CCD、红外CCD、光谱议、石油产品分馏仪等设备实现对实验的测量、记录与分析。不同工况下的DBD等离子体固体燃料液化实验表明，固体燃料粒径越小，溶剂的供氢能力越强、放电电压越高越有利于DBD等离子体液化反应。同时，合理地选择适合DBD等离子体反应的原料和催化剂以及设计最优液化条件，可以大大强化液化反应。相关实验研究为探索一条适合DBD等离子体固体燃料液化工艺路线提供依据。　　 深刻认识和了解DBD等离子体固体燃料液化机理对于改进液化工艺、提高转化效率具有重要的意义。由于相关研究很少，理论基础薄弱，所以，为了揭示DBD等离子体三相介质作用机理，本文结合实验现象，分别以气—液、气—固、气—气三相介质相互作用为核心，展开相关讨论。　　 对于DBD等离子体气—液相转化机理分析，从经典热力学理论出发，应用电学和流体力学原理对电场中液体的压强分布进行理论分析，建立DBD液体气化模型，得出在一定电场条件下，液体压强变化是造成DBD液体气化的重要因素，同时，液体的介电常数ε、电压V、电场强度E、电极间距离R以及电场分布的均匀性对DBD液体气化的发生起到至关重要的作用。相关结论为多介质条件下的DBD实际应用提供理论依据。　　 对于DBD等离子体气—固相作用机理分析，在前面已建立的液体气化模型基础上，从等离子体鞘层的特性分析着手，采用流体动力学方法，通过对一维鞘层的时空演化过程进行数值模拟，获得气—固相介质间相互作用的等离子体鞘层中离子速度、离子浓度、电子浓度、电位等参数的分布特性。数值模拟结果显示，在一定的电压下，粒子的速度是一定的，放电电压越高，粒子的速度越大，对应的能量越高。与固体燃料液化实验相对比，实验装置可以提供气液固三相状态转变所需要的能量，宏观现象与鞘层数值分析结论一致，证明分析方法的可靠性。从等离子体鞘层的特性分析可知，不同的放电电压对应着不同的粒子速度或能量。如果能够理清不同介质在不同电压下的粒子能量特点，本文就可以按照反应的能量需求，通过控制放电电压来控制反应的进程，定制反应产物。等离子体鞘层的特性分析为DBD条件下的气—固相物质形态转化作用架起了桥梁，是分析DBD多相介质作用机理的一种有效的可能途径。　　 对于DBD等离子体气—气相作用机理分析，同样在液体气化模型基础上，依据气体放电理论和分子运动论，通过分析介质阻挡放电条件下的电子能量，并与燃料液化反应中气、液、固三相物质的离解能对比，证明该电子能量足可以使其中较弱的化学键断裂，产生活性粒子，实现大量氢离子存在环境中的加氢液化。从DBD固体燃料液化实验的反应特性、电场强度、电场频率和光谱分析等角度出发，可以验证理论分析的正确性和可靠性。另外，本文还从分子碰撞观点出发，针对固态燃料液化反应气相系统中主要气体在等离子体系统中的多种离解反应，通过对Boltzmann方程数值求解，得出各气体反应速率常数随电子温度的变化曲线。借助不同离解反应速率常数的对比，可以判断反应产生的活性粒子情况和反应的进程。将计算得到的不同电子温度下的反应速率常数与电子温度关系曲线按照Arrhenius公式的形式进行数据拟合，本文就可以很方便地确定不同电子温度下反应的速率常数，从而为今后等离子体固态燃料液化反应的预测、判断，反应的设计和控制，实验现象的解释和验证提供了理论依据。