煤、石油、天然气等化石能源是人类社会的主要能源。经过长期的过度开发和巨大的消费，他们最终会耗尽，伴随而来的环境问题也愈发严重，在此情况下，人们也清楚认识到唯有能源和环境的友好发展才能推动经济社会稳健、长远发展。由于面临着严重的能源压力和环境压力，所以迫切需要加快开发和利用新的更清洁、更环保、更经济的燃烧方法，所以将低氧稀释(MILD)燃烧方式与氧煤燃烧(OCC)燃烧方式相结合形成了一种新型的节能环保型燃烧方式——低氧稀释-氧煤燃烧(MILD-OCC)，该燃烧方式具有碳减排、热效率高、污染低等优点。
　　本文研究了煤粉和甲烷在MILD-OCC燃烧方式下碳烟的形成机理。采用热电偶测温系统测量不同位置的火焰温度，然后通过用热电偶沉积法得出碳烟的体积分数，并通过用滤膜称重法测量碳烟的质量浓度，从而获得碳烟的质量浓度分布特征。应用透射电子显微镜(TEM)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对特定的火焰位置产生的碳烟颗粒进行了检测分析。研究结果表明，在MILD-OCC燃烧方式下，火焰温度分布与碳烟浓度分布大致呈负相关关系，从径向方向上来看，火焰温度先上升后下降，而碳烟浓度则是先下降然后上升。通过透射电子显微镜观察碳烟的微观形貌，在火焰底部的碳烟呈现球形形状，而在火焰的上半部分检测到的碳烟呈现链状结构，说明较高温度有利于碳烟中有机碳的挥发使其碳烟颗粒粒径偏小，但随着火焰高度的升高颗粒之间的相互碰撞凝聚合并，单个碳烟颗粒逐渐变成链状结构。采用气相色谱-质谱联用技术，对煤燃烧过程中的主要产物烷烃、酚类、烯烃、呋喃类和芳香族等化合物进行了分析。在MILD-OCC燃烧火焰中碳烟的生成过程可以推测为煤在高温下热解并燃烧，气体前驱体开始成核，然后发生凝结、氧化形成碳烟颗粒。