为解决我国天然气资源量少、价格高和需求量大的问题,可通过利用富氧燃烧技术和高温烟气回流技术提高天然气利用效率,减少天然气使用量并降低使用成本,本课题围绕燃烧用富氧制取、富氧燃烧技术和高温烟气回流技术进行研究分析,主要研究内容和结果如下：(1)研究了分子筛制取富氧的工作原理,提出了燃烧用富氧制取的工艺流程和关键设备集成,对吸附过程建立数学模型,理论推导压力与分子筛出口氧浓度的半经验关系式,结果表明当冲洗量一定时,空气压力增大,出口富氧气体的浓度升高；为制取浓度相对较低的富氧气体,可在产品气中兑入定量空气,也可改造现有设备,减少吸附剂床层厚度,以降低造价及富氧成本,并搭配适当的空气压缩机进行微调。(2)对天然气富氧燃烧进行理论计算,结果表明,富氧燃烧技术可减少理论助燃气体需要量,减少烟气量,并大大提高燃烧温度,节能效果明显。(3)燃烧温度大幅度升高,导致烟气中NOx量增大,研究NOx的生成机理及高温烟气回流技术,通过烟气回流减少NOx,分析烟气回流的节能原理并计算其节能率。计算结果表明,烟气回流节能效果明显,且在理论燃烧温度一定时,可通过提高排烟温度,增大烟气入炉循环系数,增加燃料的消耗量的方式提高节能率。(4)富氧燃烧可使所需的助燃气量相应减少,为防止炉膛燃烧温度不均匀,燃烧器需要作出相应变化,本课题以蜗壳燃烧器为例进行研究计算,结果表明,当空气喷口不变时,随着助燃气体浓度的升高,燃气喷口直径增大,燃气出口速度、空气速度及压力均减小。本研究力在提高天然气利用效率,减少天然气使用量和使用成本,扩大技术应用范围,此成果可用于燃气锅炉、直燃机、陶瓷、玻璃、冶金、机械、干燥等以天然气为燃料的行业。