CO2是大气中温室气体的主要成分，由它引起的全球变暖是人类面临的一个重要而又棘手的问题。燃煤所产生的CO2在 CO2总排放中占据着极大的比例。O2/CO2燃烧技术是基于控制电站锅炉中CO2排放而提出来的，有研究表明在该燃烧方式下NOx的排放量明显低于常规燃烧方式，如果再结合低Nox燃烧技术有可能实现NOx的零排放。
　　 在O2/CO2燃烧方式下，煤燃烧时产生的Nox几乎全部是燃料型NOx。煤热解脱除挥发分后，煤焦中仍存在相当比例的氮，即焦炭氮。焦炭氮随着煤焦的燃烧，逐步转化为含氮气体产物NO、N2O或N2析出。相对于挥发分氮而言，焦炭氮的控制比较困难。对于流化床锅炉和低NOx燃烧器锅炉来说，焦炭Nox是氮氧化物的主要贡献者。因此，对焦炭氮的转化过程一直是燃煤NOx排放研究中的主要内容之一。而与常规空气燃烧相比，O2/CO2燃烧方式下煤粉的燃烧条件发生了明显变化，这必然会对焦炭氮的转化过程产生影响。因此，必须研究O2/CO2燃烧方式下焦炭氮的转化规律。
　　 本文采用X射线光电子能谱（XPS）和热重-傅立叶红外联用（TG-FTIR）对O2/CO2气氛下煤焦中含氮官能团的演化及含氮气体产物的析出过程进行了实验研究。O2/Ar气氛和O2/CO2气氛下不同燃尽程度煤焦的XPS研究结果表明，两种气氛下煤焦燃烧过程中含氮官能团的演化规律存在明显的不同。O2/CO2气氛下吡啶氮（N-6）的相对含量高于O2/Ar气氛，并且高于燃烧前煤焦。两种气氛下吡咯氮（N-5）、季氮（N-Q）和氮氧化物（N-X）都呈现出波动变化的特征。燃烧终止时O2/CO2气氛下煤焦中N-5和N-X的相对含量高于O2/Ar气氛，N-Q的相对含量和O2/Ar气氛相比有所降低。
　　 通过TG-FTIR的研究发现，焦炭氮以HCN、HNCO和N2O的形式析出。煤种、反应气氛、制焦温度、燃烧温度、O2/CO2体积比、矿物质等因素都对焦炭氮的转化过程和含氮气体产物的分布有影响。和O2/Ar气氛相比，O2/CO2气氛下焦炭氮的转化时间延长；中间产物HCN的质量分数高于O2/Ar气氛，N2O的质量分数低于O2/Ar气氛，O2/CO2气氛抑制了前驱物HCN向N2O的转化。研究结果表明，HCN由焦炭多相反应产生，HICN的氧化反应是焦炭氮生成N2O的一条途径。
　　 本文的研究结果，拓宽了对焦炭氮转化过程的认识，为O2/CO2燃烧过程中NOx排放的控制提供了有用的参考。