对煤燃烧过程中氮氧化物的前驱体、有害痕量元素及亚微米颗粒物的排放与控制进行了系统的研究。计算了非纯凝聚相复杂体系有害痕量元素的热力学平衡分布，得出了痕量元素的迁移转化规律。采用滴管炉研究了燃煤有害痕量元素砷的排放与控制，结果表明As在飞灰和底灰中的集散行为与煤种和炉膛温度有较大关系，TiO₂、CaCO₃和Ca（OH）₂等3种吸附剂对As均有抑制作用，As吸附效率可达73％。实验研究了燃煤中亚微米颗粒物的形成机理及排放控制，结果表明随炉膛温度的升高和煤含硫量的增加，亚微米颗粒物的排放量增大；TiO₂，CaCO₃和Ca（OH）₂均能抑制亚微米颗粒物的排放，抑制效果随炉膛温度的升高呈增大趋势，在1100℃～1250℃时达最大值。研制出针对亚微米粉尘的环流循环除尘系统，除尘效率可达97％以上。应用密度泛函理论，通过B3LYP／6-311++G^**木水平上的计算，研究了煤中有机氮的热解反应机理，建立了煤中吡啶型氮及吡咯型氮的热解模型。在管式炉氩气气氛中进行了煤热解实验，结果表明燃料氮在煤中以复杂结构存在，而不是简单的吡咯和吡啶结构；煤热解半焦中氮的形态与含量以及产物中的HCN和NH₃的释放量均与热解温度和煤中氮的赋存形态有关。