煤与生物质混合富氧燃烧具有CO₂的负排放特征,已成为低碳能源领域研究的热点。高氧气浓度富氧燃烧在减小锅炉尺寸、降低烟气再循环系统规模、提高烟气中CO₂浓度、降低富氧燃烧系统的建设投资和烟气处理利用成本等方面具有显著优势,已成为CO₂减排技术的研究热点。与此同时,煤/生物质高氧气浓度燃烧面临炉膛温度控制、灰渣粘结控制和氮氧化物排放等新问题和挑战。本论文系统研究了煤/生物质循环流化床高氧气浓度燃烧特性,研究了煤/生物质高氧气浓度富氧燃烧的燃烧特性、氮氧化物排放及飞灰特性。采用热重-质谱联用分析法研究煤/生物质混合高氧气浓度富氧燃烧的各项燃烧指标和氮转化特性,获得氮转化途径的机理,揭示燃料氮的赋存形式对其转化的影响。当氧气比例为20%时,与O₂/N₂相比,煤/生物质在O₂/CO₂气氛下的燃烧特性较差。在O₂/CO₂气氛中,与煤单独燃烧相比,煤/生物质在程序升温燃烧过程中释放更多的HCN、HNCO、NH₃和NO。提高O₂/CO₂气氛中的氧气比例（30%～100%）能够降低煤/生物质混合燃烧的燃尽温度,并提高混合燃料的综合燃烧特性指数,改善煤/生物质的燃烧特性;随着的氧气比例增加,含氮气体释放增加,缩短释放时间,并促进前驱物向NO的转化。在O₂CO₂气氛下,随着生物质比例增加,煤/生物质在燃烧初期失重增大,燃烧后期失重减小:在氧气比例相同的条件下,提高混合燃料中的生物质比例能够提高HCN、HNCO、NH₃和NO的相对产量。采用0.1MW循环流化床富氧燃烧试验平台进行煤/生物质（麦秆、棉杆和玉米秆）配气（50%O₂/50%CO₂）和带烟气再循环（50%O₂/50%再循环烟气（RFG））富氧燃烧特性的研究,进行了运行参数对富氧燃烧的燃烧特性和含氮气体排放特性的影响研究。在循环流化床富氧燃烧试验中,与煤燃烧相比,煤/生物质燃烧在保持其他运行参数（风量、二次风比例等）不变的条件下,炉膛各区域温度均降低,密相区尤为明显。在高氧气浓度（50%O₂）富氧燃烧中,煤/生物质富氧燃烧后飞灰中主要化合物为SiO₂、CaSO4和AlxSiyO1.5x+2y,飞灰中K的存在形式为K3FeO₂。随着燃烧温度升高,一方面使燃料燃烧充分,颗粒破碎变小,易于碱金属的析出,另一方面使烧结现象加剧,抑制碱金属析出;温度对飞灰特性的影响需要考虑以上两个方面的综合作用。混合燃料中生物质比例增加,飞灰中碱金属的含量降低。与空气燃烧相比,富氧燃烧过程中由于CO₂对HCN释放的抑制,导致燃料氮释放时间延长;炉膛停留时间较短导致HCN氧化时间不足,造成煤/生物质富氧燃烧烟气中存在HCN。在循环流化床煤/生物质50%O₂/50%CO₂气氛下富氧燃烧试验中,降低过量氧气系数能够有效降低NO和N₂O的排放。分级配风对煤/生物质富氧燃烧的影响取决于燃料类型、燃烧气氛等多因素的耦合作用。在整体氧气浓度不变（50%）的情况下,降低一次风氧气浓度（从60%至40%）能够降低密相区的温度,有利于燃烧过程床温控制和平稳运行,同时可以降低NO和N₂O的排放。生物质中富含挥发分氮,在燃烧过程中极易析出,混合燃料中生物质比例的增加会导致各含氮气体排放的增加。提高燃烧温度能够大幅度降低N₂O和HCN的排放。与50%O₂/50%CO₂气氛相比,煤/生物质50%O₂/50%RFG气氛下燃烧时炉膛温度分布较为均匀,密相区和稀相区之间的温差较小,有利于运行参数的设置和调节。在O₂/RFG气氛下,改变过量氧气系数能够引起其他运行参数的变化,需要较长的时间来达到运行的稳定。与O₂/CO₂气氛类似,降低过量氧气系数能够有效降低煤/生物质富氧燃烧的NO和N₂O的排放。再循环烟气的加入增加了含氮气体在炉膛的停留时间,保证其充分转化,促进NO和N₂O的还原。与在O₂/CO₂气氛下燃烧不同,在O₂/RFG气氛下,NO和N₂O的排放随着二次风比例的增加而增加。