采用高温空气助燃可以显著提高工业加热过程热效率,然而随着空气预热温度的提高,氮氧化物生成量成倍增加,采用低氧燃烧技术有助于解决这一矛盾问题。本文探究烟气循环式低氧燃烧方式对于混合煤气燃烧特性及氮氧化物生成特性影响规律,具有重要的意义。　　 本文根据煤气的燃烧特性,设计了一种混合煤气燃烧器,而后,采用数值模拟方法研究燃烧器结构参数和操作参数(助燃空气预热温度和烟气回流量)对煤气燃烧特性和氮氧化物生成特性的影响规律。在数值研究中,采用EDC和组分PDF燃烧模型及半详细化学反应机理模拟湍流与化学反应的耦合作用。首先采用三种湍流、燃烧模型组合模拟TECFLAM研究小组S09C旋流扩散燃烧过程。计算结果与实验结果对比表明三种模型组合预测值与实验测量值吻合较好,计算结果证明了燃烧模型的可行性。燃烧器的燃烧性能与燃烧器的结构密切相关,通过数值研究,优化了燃烧器的结构。燃烧器采用环形喷嘴、L=0.5-0.6D、β=30°-40°时,燃烧效果较好。提高助燃空气温度和降低氧浓度,煤气燃烧特性和NO生成特性发生变化。提高空气预热温度,火焰变长,火焰温度提高,火焰高温区增加,但是炉膛内的温度梯度没有发生变化,热力型氮氧化物随空气预热温度成指数增加。随着空气中氧浓度的降低,燃烧化学反应开始弥漫于整个燃烧空间,火焰温度降低,炉膛内的温度变均匀,而且热力型氮氧化物的生成量随空气中氧浓度的降低而大幅度减少。研究表明,煤气在高温低氧燃烧条件下不再呈现火焰面燃烧机制,燃烧特性不同于传统燃烧方式。