CO₂的大量排放导致全球温室效应加剧,燃煤火电厂是我国主要的CO₂排放源之一。富氧燃烧技术能提高烟气中的CO₂浓度,便于捕集和封存,同时能够降低NOx排放量。采用湿烟气循环后,富氧锅炉烟气中水蒸气浓度可高达30%～40%。为了得到更接近于真实富氧锅炉下煤粉的燃烧特性,本文在O₂/CO₂/H₂O气氛下,通过试验的方法研究了煤粉的着火、燃尽特性以及煤焦的理化结构特征,通过数值模拟的方法研究了气化作用对煤燃烧的影响及NO的生成特性。为煤粉富氧循环燃烧技术在实际锅炉的应用提供理论依据。首先,在热重分析仪上研究了我国四种典型动力用煤在O₂/CO₂/H₂O气氛（40%O₂,0～50%H₂O）下燃烧特性。主要结果表明:（1）水蒸气浓度增大,神木烟煤的着火和燃尽提前了66.2℃和26.12℃,兴义无烟煤、晋城贫煤、海拉尔褐煤着火则延迟了15.4℃、15.53℃、44.79℃。水蒸气浓度增大,四种煤的失重速率和综合燃烧指数增大,高挥发分煤的综合燃烧指数受水蒸气的影响更大;（2）动力学求解表明,四种煤的燃烧均可认为是一级反应,且活化能E与煤的着火温度相关,着火温度越高,活化能越高。其次,利用高温携带流反应模拟器（SHEFR）,制备了O₂/CO₂/H₂O气氛（5%O₂,10%～30%H₂O）下的煤焦。主要结果表明:（1）神木烟煤在裂解生成煤焦的过程中,孔隙结构变得丰富,生成的孔径分布较广,水蒸气浓度的增加促进了1～10nm的微孔和中孔生成。（2）原煤在生成煤焦的过程中,不稳定的含碳官能团发生缩聚,sp2C含量增大,含氧官能团在高温下受热分解成小分子气体而脱除。随着水蒸气浓度由10%升高至30%,由于C_（s）-H₂O气化反应的进行,神木烟煤和兴义无烟煤焦表面的sp2C含量减少了19.7%和20.35%,兴义无烟煤煤焦表面的含氧官能团则由于气化反应的进行脱除量略有减小。最后,采用了CFD软件,以多反应控制段携带流（EFCM）反应器为研究对象,研究了气氛,过量氧气系数,壁面温度和平均煤粉粒径对温度场,组分浓度,C_（s）消耗类型以及NO排放的影响。主要结果表明:（1）水蒸气、O₂浓度升高均会提高反应器内的温度,降低NO排放。在N2气氛下,增大O₂浓度会显著提高热力型NO的量,水蒸气浓度提高则会降低热力型NO的产生;（2）C_（s）异向反应竞争机制主要是扩散竞争,提高煤焦表面对应气体浓度均会增大对应异向反应所消耗的C_（s）的占比。