水泥工业CO2排放量逐渐增加，现已成为仅次于电力行业的CO2的工业排放源，水泥工业CO2的减排是国家乃至世界控制温室气体排放的战略任务。在水泥生产过程中，由于其燃料燃烧和生料分解会产生CO2浓度高于燃煤电站锅炉的烟气排放，采用O2/CO2燃烧技术减少CO2排放的方法具有潜在的的发展前景。O2/CO2燃烧是先将空气中的O2分离出来，再将其与含大量高浓度CO2的再循环烟气混合参与燃烧，从而形成O2/CO2燃烧氛围，并且可以获得高CO2浓度的窑尾烟气（可达95%以上），这样几乎不需要分离即可直接进行利用和封存。然而，采用CO2代替N2后，烟气的辐射特性、对流换热特性、比热容都发生了较大变化，对炉内温度分布、煤粉燃烧特性、生料分解都会产生较大影响。本论文采用热重分析仪对水泥生料在O2/CO2气氛下进行实验，寻求在O2/CO2气氛下与传统的空气气氛条件下的生料分解特性的差异，实验结果表明，生料在O2/CO2气氛下的分解特性明显异于传统的空气气氛，其分解曲线向高温区域移动；并且在O2/CO2气氛下，随着CO2浓度的增加，生料的分解曲线也向高温区域移动。然后，研究了生料的配合物（SiO2、Al2O3和Fe2O3）对生料主要成分CaCO3分解的影响。研究表明，在空气和O2/CO2气氛下，SiO2对CaCO3都存在抑制作用，但是SiO2对CaCO3的抑制作用在O2/CO2气氛下比空气气氛的更强； Al2O3对CaCO3在空气气氛下存在微弱的促进作用，而在O2/CO2气氛下却存在较强的抑制作用；在空气和O2/CO2气氛下，Fe2O3对CaCO3都存在微弱的抑制作用。最后，对煤粉和生料的耦合作用进行初步的研究，首先对煤粉进行热重分析，结果表明，在空气气氛下，煤粉的燃烧特性会比同样比例的O2/CO2气氛下的燃烧性能差。在O2/CO2气氛中随着O2浓度的增加，煤粉的燃烧性能会更好。在生料与煤粉耦合方面，在本文研究的物料条件和实验条件下，生料分解和煤粉燃烧处于不同的温度区间，生料A对煤粉A和煤粉B的燃烧有促进作用；但是，煤粉A或煤粉B除了提供生料A分解所需的能量外，没有对其产生其他影响。