燃煤过程中排放的NOx严重威胁着自然生态环境和人体健康,控制NOx的排放已成为当务之急,有关NOx的排放和控制已成为煤粉燃烧领域中的重要课题。但目前控制污染排放的技术基本上是单一的,具有很大的局限性,能同时实现对CO₂、NOx、SO₂以及其它污染物控制的燃烧技术无疑将成为最具有竞争力和最有前景的技术。氧基燃烧技术是目前发现的能够综合控制燃煤污染排放的新一代技术。该技术是将氧气和循环烟气（主要是CO₂）代替空气作为介质参与燃烧,但有关该燃烧技术下NOx排放行为的研究还不够完善,有待进一步研究。本文在对国内外有关氧基燃烧技术下的研究进展及NOx排放机理进行分析归纳的基础上,对该方式下NOx排放行为进行了实验和模拟研究。首先,运用热重综合分析仪对不同气氛下煤的热解特性进行试验研究,并在水平管式炉上采用便携式红外分析仪研究了煤粉在不同气氛、CO₂浓度条件下热解,NOx前驱物NH₃及HCN的释放特性,结果表明,高浓度CO₂气氛下由于焦的气化反应导致煤热解DTG曲线呈双峰结构;随着热解气氛中CO₂浓度的增加,NH₃的释放量增加,而HCN的释放量减小;然后,在管式炉和沉降炉上进行了煤粉静态及动态燃烧实验,着重分析了燃烧气氛、O₂浓度、CO₂浓度等的影响,结果表明随着初始CO₂浓度的增加,静态程序升温时NOx排放峰值减小,峰值点对应的温度变化不大,在动态恒温燃烧下NOx排放量有所减小;随着O₂浓度的增加,静态燃烧下NOx排放峰值变化不大,但峰值点明显提前,而动态燃烧下NOx排放量增加;最后从化学动力学角度运用CHEMKIN软件对反应系统C-H-O-N中NH₃、HCN及NO的反应进行了研究分析,探讨了CH₄火焰中N的迁移转化特性并利用fluent软件模拟了不同气氛煤燃烧过程中相关燃烧特性及NOx生成情况;结果表明,还原性气氛下初始CO₂浓度的提高不利于NO的还原,氧化性气氛下随着CO₂浓度的提高,NH₃及HCN向NO的转化率降低,且NO的还原率增加。本文的研究为氧基燃烧技术下氮氧化物的控制和治理提供了理论参考依据。