流化床煤气化技术是煤清洁高效利用的主要技术之一,受煤气化反应速率等因素影响,流化床煤气化炉尾部带出的煤气化细粉灰碳损失较高,导致煤气化的碳转化率降低。综合利用煤气化细粉灰成为制约流化床煤气化工艺进一步发展的技术瓶颈。对煤气化细粉灰进行再燃利用可以提高煤炭转化率,煤气化细粉灰具有粒径超细、灰分高、挥发分几乎为零等特点,其燃烧反应活性较差、着火及燃尽温度高,常规煤粉炉及循环流化床锅炉无法实现煤气化细粉灰的高效燃烧。本文系统研究煤气化细粉灰的燃烧特性、硫与氮元素的转化特性,主要结论如下：化学成分和微观结构决定了煤气化细粉灰的燃烧特性。煤气化细粉灰经历了循环流化床煤气化过程,孔隙结构和表面形态发生变化。以位于聊城及宿迁的循环流化床煤气化炉产生的煤气化细粉灰为研究对象,利用激光粒径分析表征了煤气化细粉灰的粒径分布,利用低温氮吸附技术对煤气化细粉灰进行了孔径分布和比表面积测试,利用热重分析仪考察样品来源和粒径等对煤气化细粉灰燃烧特性的影响,获得了煤气化细粉灰的燃烧特性指数和活化能。研究结果表明,原煤的燃烧特性指数均明显高于对应的煤气化细粉灰；两种煤气化细粉灰的取样位置略有差异,聊城煤气化细粉灰包含了一部分布袋除尘器分离飞灰,因此粒径更小,其比孔容积为宿迁煤气化灰的2.3倍,孔隙结构更发达,比表面积更大；聊城煤气化细粉灰的燃烧特性指数高于宿迁煤气化细粉灰,除了二者的组分有所差异之外,更大的比表面积和更为发达的孔隙结构也有助于其着火和燃尽。煤气化细粉灰中硫与氮元素含量较高,掌握煤气化细粉灰燃烧过程硫与氮的转化机理对于污染物的排放控制至关重要。利用X射线光电子能谱仪(XPS)对比分析了原煤及对应的煤气化细粉灰中硫和氮的赋存形态,考察了原煤经循环流化床煤气化转化为煤气化细粉灰的过程中硫和氮的赋存形态及含量的变化,利用热重-质谱联用仪(TG-MS)研究了煤气化细粉灰燃烧过程S02和NO的生成特性。结果表明,煤气化细粉灰中的硫和氮元素的结合能高于对应的原煤,燃烧过程中SO2和NO的释放温度也高于原煤；煤气化细粉灰中硫化物硫和硫酸盐硫减少,噻吩硫和亚砜硫增加；各形态氮含量均降低,不同形态氮元素的析出率不同。在掌握了煤气化细粉灰的理化特征、燃烧特性和污染物排放特性的基础上,进行了煤气化细粉灰的循环流化床燃烧试验,通过改变二次风口位置、二次风份额、流化速度等,考察了提高煤气化细粉灰燃烧效率、控制NO与S02排放的关键因素,对比研究了不同煤种的煤气化细粉灰的燃烧特性。研究结果表明,两种煤气化细粉灰均可以在循环流化床内稳定燃烧,且燃烧效率均超过了98%,二次风的合理布置、更高的料腿二次风份额以及更长的炉内停留时间有助于提高煤气化细粉灰额燃烧效率,提高旋风分离器的分离效率可以提高煤气化细粉灰的燃烧效率。