煤粉燃烧为我们提供必要热源和电力资源的同时,还会产生SO2、NOx、CO2等,造成严重的大气污染。氧燃烧技术是一种能同时实现对SO2、CO2、NOx及其它污染物综合控制的新技术。目前有关该燃烧方式下煤中含硫物相的析出和形态转化机理研究较少。本文通过实验和模拟相结合的方法着重研究了氧燃烧气氛下煤中含硫组分在不同条件下的析出规律以及烟气中各组分对含硫物相转化的影响机理。本文利用水平管式炉、小型滴管炉研究了空气气氛和氧燃烧气氛下煤粉燃烧SO2析出的变化规律,探讨了温度、O2浓度和CO2浓度变化对煤粉燃烧硫化物析出的影响。结果表明,氧燃烧气氛下,CO2与煤焦颗粒发生气化反应形成CO,使得部分SO2转化为COS,这是氧燃烧气氛下SO2降低的一个重要原因。CO2浓度的提高会抑制SO2的形成,而O2浓度的提高促进煤中硫分的析出,SO2排放浓度提高。热力学平衡以及均相动力学计算结果表明富氧贫燃料条件下CO2浓度的变化对烟气中硫的组分和浓度几乎无影响,富燃料条件下CO2的存在于一定程度上促进了SO2的析出。本文还利用热重分析仪和管式炉对氧燃烧气氛下煤中主要的无机硫组分-硫铁矿的热分解以及硫的析出特性进行了研究,结果表明硫铁矿在富氧条件下先分解形成磁黄铁矿,然后再发生磁黄铁矿的氧化反应。温度提高或氧浓度增加使得硫铁矿析硫阶段缩短,氧化过程提前。CO2浓度提高在低温下有利于硫蒸气的氧化,在高温下反而抑制了SO2的形成。上述对氧燃烧气氛下含硫物相的析出规律的研究为揭示含硫物相在烟气中的形态转化以及进一步在灰渣中的固化研究提供了一定理论基础。