高温空气燃烧技术(HiTAC)是二十世纪九十年代发展起来的新型燃烧技术，具有高效节能和低NOx排放的双重优越性。在大力推进节能与环保的中国，发展HiTAC技术具有十分重要的意义。但是，由于高温空气燃烧技术采用了扩散燃烧技术，燃气出口附近氧浓度较低，且炉膛内温度较高，有可能形成较多的烟炱排放。烟炱的形成过程非常复杂。本文根据有关烟炱的文献资料，总结了在普通燃烧过程中影响烟炱生成和排放的各种因素。并结合高温空气燃烧的特点，指出在高温空气燃烧过程中，炉膛空间氧浓度分布是影响燃烧过程中NOx和烟炱生成的关键因素。利用详细化学反应机理，研究空气被预热至1073K以上时，氧含量对燃烧产物和污染物生成的影响。计算结果表明，在高温环境下，减小局部氧含量能有效地抑制NOx的生成；但为了避免因缺氧而形成大量的烟炱，应保证炉膛空间内较大的空气过量系数，即需要同时减少燃料的浓度。据此，首次提出了高温空气低燃气浓度燃烧新技术。为了在炉膛内形成低氧、低燃气浓度的燃烧环境，本文提出用矩形空气喷口代替圆形空气喷口。并利用计算流体力学软件研究了三种烧嘴结构(四个圆形空气喷口、两个圆形空气喷口和两个矩形空气喷口)在高温空气燃烧过程中对烟炱和NOx排放的影响。研究结果表明，将四个圆形空气喷口减少为两个，能有效地减少NOx和烟炱的排放量。将两个圆形空气喷口改为两个矩形空气喷口，且矩形空气喷口的长轴指向燃气喷口，能更好地抑制NOx的生成。另外，减小矩形空气喷口中心与燃气喷口中心之间的距离，可以减少烟炱排放量。在本文所研究的炉膛结构条件下，矩形空气喷口长宽比为1.5、空气喷口与燃气喷口的间距为43mm时，NOx和烟炱的排放都得到了有效的控制。