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以CO2为主的温室气体导致的全球气候变化问题已经成为全世界关注的焦点,氧燃料(oxy-fuel)技术被认为是能有效控制火力发电厂C02排放的措施。目前的氧燃料燃烧技术主要是以O2/CO2循环燃烧为代表。Oxy-steam燃烧技术是一种新型的具有很大潜力的氧燃料燃烧技术,和O2/CO2循环燃烧相比,该技术具有结构紧凑、设备尺寸小,低NO、排放量和低过氧量以及高辐射效率和对流换热特性等技术优势,目前关于煤粉oxy-steam燃烧的研究很少。本文基于oxy-steam燃烧技术在热重分析仪上对煤粉／煤焦在O2/H2O气氛下的燃烧特性和反应动力学进行了初步探索,采用CFD软件及热重分析法研究了煤粉在O2/CO2 和 O2/H2O气氛下的燃烧机理,同时还在滴管炉上研究了煤粉在O2/H2O气氛下燃烧NO的生成特性。首先,本文在热重分析仪上,对平顶山烟煤和神华贫煤两种煤阶的煤样进行了O2/N2 和 O2/H2O气氛下的燃烧实验,分析了氧气浓度、升温速率和粒径等因素对煤粉燃烧特性的影响。通过TG-DTG曲线研究了煤粉在O2/H2O气氛下的燃烧特性和动力学特性。研究结果表明：在热重条件下,煤样在O2/H2O气氛下的着火相比于O2/N2气氛下的发生了延迟,同时O2/H2O气氛下的综合燃烧特性指数要低于O2/N2气氛下的。氧气浓度的升高能促进煤样的燃烧性能,当氧气浓度超过40%时,氧气浓度对煤样燃烧特性的影响变弱。在O2/H2O气氛下随着升温速率的升高,煤样的燃烧过程向高温区移动,但是煤样的燃烧性能随着升温速率的升高得到促进。粒径对煤样的燃烧特性有一定的影响,煤样的燃烧性能随着粒径的减小而增强。动力学分析结果表明煤样在O2/H2O气氛下的燃烧反应是一级反应,活化能和频率因子之间存在动力学补偿效应。随后采用CFD软件分析了煤粉在O2/CO2气氛下的着火机理并分析了CO2物理化学性质对煤粉富氧燃烧均相／非均相着火的详细影响,同时采用热重分析仪研究了了神府超细(细)煤粉在O2/H2O环境下的燃烧特性及燃烧机理。模拟结果表明C02的化学性质及高比热容是造成煤粉富氧燃烧均相着火延迟的主要原因,而C02物理性质对煤粉富氧燃烧非均相着火延迟起决定性影响。热重实验结果表明用H20代替N2对SF超细(细)煤粉的燃烧性能有明湿的影响。在相同的氧气浓度下,三种不同粒径的SF煤粉在O2/H2O气氛下的燃烧性能比02/N2气氛下的有明显增强。在O2/H2O气氛下,随着氧气浓度的升高,SF超细(细)煤粉的综合燃烧特性指数变大,燃烧性能得到促进。氧气浓度的变化对SF超细(细)煤粉的影响是不同的,当氧气浓度低于30%时对燃烧特性的影响比较大,当氧气浓度大于30%时这种影响开始变小。在O2/H2O气氛下,粒径的减小有助于提高煤粉的燃烧性能。采用TG-DTG-DTA法发现SF超细(细)煤粉在O2/H2O气氛下的着火机理随着氧气浓度的升高会分别呈现出非均相着火、均相-非均线联合着火和均相着火机理。且相比于O2/N2气氛,在O2/H2O气氛下SF超细(细)煤粉会在更低的氧气浓度下发生联合着火和均相着火机理。接着进行了府谷煤焦和西山煤焦在O2/H2O气氛下的燃烧特性及反应动力学机理的研究。热重实验结果表明在O2/H2O气氛下的煤焦的反应性要明显强于02/N2气氛下的反应性,用H20代替N2有利于促进煤焦的燃烧性能。FWCK Starink 及 KAS等转化率法计算结果表明FG煤焦和XS煤焦的燃烧反应活化能随着转化率的变大而减小。根据Popescu法与Coats-Redfern积分法联合的方法发现FG煤焦在O2/H2O气氛下的燃烧反应是一级化学反应动力学,其机理函数为：G(α)=-ln(1-α).最后在滴管炉上研究了神府烟煤在O2/H2O气氛的燃烧NO生成特性,并分析了氧气浓度、温度、过氧系数及一次风率对煤粉在O2/H2O气氛下燃烧NO生成特性的影响。实验结果表明煤样在O2/H2O气氛下燃烧NO排放量要远低于O2/N2气氛下的。煤粉oxy-steam燃烧NO排放量随着氧气浓度的增加而增加。温度对煤粉在O2/H2O气氛下燃烧NO排放有很大的影响,NO排放量随着温度的升高而增加。煤粉燃烧NO排放随着过氧系数的升高而升高。在O2/H2O气氛下,当氧气量保持不变时,次风率对SF烟煤燃烧NO生成的影响较小。