CO2的过量排放引起温室效应,致使全球气候变暖,因此CO2的排放控制迫在眉睫。氧/燃料燃烧是一种有效的燃烧中捕集CO2的新型燃烧方式,具有广阔的应用前景。氧/燃料燃烧过程中,烟气中具有高浓度的二氧化碳和水蒸气,由于CO2、H2O与N2的物理化学性质不同,所以氧/燃料燃烧中煤粉的燃烧性质可能与传统空气燃烧存在较大差别。本文主要在沉降炉和热重反应器上进行煤的热解和燃烧实验研究,重点关注湿式循环氧/燃料燃烧过程中水蒸气对煤粉燃烧的影响。分别从煤粉燃烧的两个过程入手,研究在每个过程中水蒸气对煤粉燃烧特性的影响,在此基础上还研究了碱金属/碱土金属(AAEM)在燃烧过程中对气化反应的催化作用。氧/燃料燃烧过程中,高浓度水蒸气的存在有可能影响煤焦反应性。在脱挥发分过程中添加水蒸气,研究了在该过程中H2O存在对煤焦反应性的影响。结果显示,脱挥发分过程中H2O的存在对煤焦反应性没有显著影响。在燃烧过程中添加H2O,等温和非等温煤粉燃烧热重实验结果表明:对所研究的煤样,在800℃下,21%氧浓度的湿式循环氧/燃料燃烧过程中,水蒸气的存在均会加速其燃烧,而且煤粉的燃烧反应性随水蒸气浓度的增加而提高;水蒸气的存在可以降低燃烧活化能。利用等温热重技术,在湿式循环氧/燃料燃烧条件下,研究了典型碱性元素Na和Ca对煤粉反应性的影响规律。实验结果表明,在燃烧过程中,Na和Ca同时对气化和氧化反应具有催化作用,因此提高了煤粉的燃烧速率。比较发现,Ca的催化效果优于Na。不同含Na煤样的研究发现,在较低含量条件下Na的催化作用随其含量增加而增强,而在较高含量条件下,Na的催化作用无明显差异。不同温度下的实验结果比较发现,Na的催化作用具有一定的温度窗口,在本实验中温度越高催化效果越好。加水燃烧过程中,水的添加浓度存在一个最佳值,在该添加浓度下水蒸气对煤粉燃烧的促进作用最好。