生物质作为一种可再生能源,被认为具有CO₂零排放的特性,有着广阔的利用前景。富氧燃烧技术可实现燃料燃烧利用过程中CO₂捕集与封存利用。如果将生物质能利用与富氧燃烧技术结合起来相当于实现了 CO₂负排放。生物质燃烧发电及生物乙醇技术是两种生物质能利用的重要方法。本文围绕富氧条件下生物质的单颗粒着火燃烧和乙醇的喷雾燃烧进行了两方面的研究工作。首先,基于McKenna型平面火焰燃烧器搭建了生物质单颗粒着火燃烧实验台架。以松木颗粒作为研究对象,通过CCD高速相机记录生物质单颗粒着火燃烧全过程图像。研究了富氧条件下毫米级松木颗粒的着火燃烧特性。研究结果发现,在所有的实验工况条件下,原生松木颗粒均呈现出均相着火模型。O₂浓度对于松木颗粒着火延迟时间的影响比较微弱,在O₂浓度为21%到55%的范围内,松木颗粒的挥发分燃烧持续时间和残碳燃烧持续时间均随着O₂浓度的增加而下降。球状松木颗粒尺寸的增加延长了着火延迟时间。在体积相同的条件下,柱状颗粒的着火延迟时间明显小于球状颗粒,并且随着长度直径比（l/d）的增加,着火延迟时间不断减小。烘焙处理降低了颗粒的着火延迟时间,促进了着火。松木颗粒的挥发分燃烧持续时间和残碳燃烧时间随着烘焙程度的增加表现出相反的变化规律,颗粒总的燃尽时间随着烘焙程度的增加而下降。其次,利用McKenna型平面火焰燃烧器搭建乙醇喷雾燃烧实验台架,研究了富氧条件下乙醇喷雾的燃烧特性。通过数字图像处理技术提取喷雾火焰特征参数和CH*自由基分布特征参数。其中,火焰特征参数包括火焰面积、火焰高度、火焰平均亮度。分析了伴流气体O₂浓度、伴流气体CO₂浓度、乙醇与雾化N₂质量流量比（ME/MN₂）对喷雾火焰特性及CH*自由基分布特性的影响。研究表明,在O₂浓度为21%到55%的范围内,随着O₂浓度的增加,火焰高度和火焰面积均呈降低趋势,而火焰平均亮度呈升高趋势。通过对CH*自由基分布特性的分析发现,O₂浓度越高,燃烧反应区域的分布范围越小,反应强度越大。CO₂浓度对喷雾火焰尺寸与火焰平均亮度的影响与O₂浓度的影响相反,并且CO₂浓度对喷雾火焰平均亮度的影响明显大于其对喷雾火焰尺寸的影响。另外,随着ME/MN₂的增加,火焰尺寸及燃烧反应强度均呈显著升高趋势。