低热值燃气总量巨大、来源广泛,直接排空不但造成了能源的浪费,同时污染了环境,对其高效利用有助于缓解我国目前能源短缺的局面,降低环境的污染。传统火焰燃烧对燃气可燃成分浓度要求较高,燃气组分变化对火焰稳定性的影响限制了传统火焰方式在低热值燃气中的应用。无火焰燃烧方式有助于克服以上问题,是低热值燃气利用的高效方式。其中高温氧化以及催化燃烧是无火焰燃烧应用较为广泛的两种方式,因此对低热值燃气高温氧化和催化燃烧特性进行研究具有重要意义。本文通过低热值燃气高温氧化和催化燃烧的实验研究,得到低热值燃气的无火焰燃烧特性,然后进行了无火焰燃烧应用研究,本文完成的主要研究内容有四个以下方面。1)、无火焰燃烧试验台搭建:结合本文实验要求对课题组已有实验台进行改造,搭建实验台装置。2)、低热值燃气高温氧化特性研究:首先对单一组分低热值燃气CH₄、CO、H₂的高温氧化特性进行实验研究,在此基础上对混合气的高温氧化特性进行实验研究,实验研究了混合气中各组分间的相互关系,以及H₂作为助燃剂对其他组分助燃作用的主要原因,从反应动力学角度对其实验现象进行了分析。3)、低热值燃气催化燃烧特性研究:在已搭建实验台上对CH₄、CO、H₂的催化燃烧特性进行了实验研究,考虑到H₂O对催化剂活性的影响,从吸附动力学角度出发,对H₂O对CO催化燃烧特性的影响进行了实验研究。同时,由于CH₄难以在催化燃烧反应中燃尽的特点,在燃气中加入H₂,实验研究了混合气的催化燃烧特性。4)、应用无火焰燃烧方式对典型的工业燃气进行实验研究。实验结果表明:低流速、高温度、高浓度对低热值燃气的高温氧化以及催化燃烧具有较强的促进作用。高温氧化时氢气提高了低热值燃气中自由基的浓度,提高了反应速率,促进了混合气的转化,同时降低了混合气尾气高温氧化燃烧后中的CO含量,提高了能源整体的利用率,降低了环境污染。低热值气体催化燃烧中H₂起燃温度和燃尽温度最低,可以作为助燃剂使用;H₂O吸附在催化剂表面,生成羟基,抑制了催化剂活性,降低了燃气的转化率,催化剂的活性的抑制效果与H₂O浓度相关。