NOx和N2O是固体燃料燃烧过程中的主要污染物,研究固体燃烧热解和燃烧时原料氮的迁移转化有助于降低NOx和N2O的排放。本文研究了生物质和石油焦热解过程氮的转化,结合XPS技术和含氮模化物的热解实验,提出生物质和石油焦热解时氮的迁移转化途径。然后,基于石油焦燃烧过程中由于停加石灰石而导致的NOx排放异常现象,采用实验室机理实验、工业化实验和物相分析相结合的方法研究了添加石灰石对石油焦燃烧过程中NOx排放浓度的影响,深入挖掘添加石灰石对NOx的影响机制,找出了影响NOx排放的关键物质,对其抑制NOx排放的作用机理进行了探索,并考察了该机理在生物质燃烧时的可行性,为降低生物质燃烧NOx的排放提供一定的理论和实验研究基础。首先,在水平管式炉实验台上对低温下（1时的快速型NOx（二者之和为非燃料型NOx）进行实验研究。研究发现,石油焦灰分、生物质灰分和灰分中常见的无机组分在600~900℃下可以催化空气中的N2转化为NO,但该转化率很小。此外,固体燃料在N2+O2中燃烧时还可能会产生一定比例的快速型NOx。其次,选用吡咯、吡啶、甘氨酸和苯丙氨酸作为含氮模化物,在水平管式炉反应器中研究其在500~900℃热解时小分子气态含氮产物的析出特性。研究表明,吡咯和吡啶结构比较稳定,在温度>700℃时才开始分解,在温度为900℃时才开始大量分解,且热解产物只有HCN。氨基酸热解时生成的小分子气态产物包括NH3、HCN、HNCO和NO,但产物的生成途径受到氨基酸自身结构的影响。甘氨酸热解时脱氨基反应和脱水反应同时发生,而苯丙氨酸则以脱水反应为主。基于含氮模化物的热解实验结果,研究了生物质和石油焦热解时氮的迁移转化,并结合XPS测试技术,提出固体燃料热解时原料氮的迁移转化途径。经XPS测试可知,石油焦中的氮以吡咯氮和吡啶氮的形式存在。石油焦在900℃下热解时,只有3.04%的原料氮转为成了HCN和NO,而81.97%的原料氮都留存在了焦炭中。生物质中的氮主要以氨基氮的形式存在,其比例>75%。生物质热解过程与原料中氮的赋存形态无关,但与原料含氮量密切相关。随着氮含量的增加,原料氮向气态小分子产物的转化率降低。氨基氮的脱氨基反应是NH3的唯一生成途径,但只有少量的氨基氮转化成了NH3,大部分的氨基氮转化成了HCN、HNCO和NO,以及留存在焦炭中的吡咯氮和吡啶氮。而吡咯氮和吡啶氮对HCN的贡献非常小,远低于氨基氮。在生物质热解产生的焦炭中,吡咯氮和吡啶氮是最主要的含氮官能团。当温度高于600℃时,少量的吡咯氮和吡啶氮还会进一步转化为季氮和氮氧化物。然后,在水平管式炉、鼓泡床和循环流化床实验台上研究了石油焦燃烧过程中NOx和N2O的生成特性,以及添加石灰石及其脱硫产物对该过程的影响。石油焦燃烧生成的含氮产物包括NO和N2O,无NO2产生。在管式炉和鼓泡床实验台燃烧时,石灰石的加入能够促进NO的生成,而在循环流化床反应器中燃烧时,石灰石的加入则抑制NO的排放。通过工业化实验、物料物相分析和实验室机理实验,明确对NO起到抑制作用的关键物质是CaSO4,并推测其作用机理是CaSO4在稀相区催化了CO对NO的还原反应。最后,在水平管式炉实验台、鼓泡床实验台以及循环流化床实验台上研究生物质燃烧过程中NOx和N2O的生成,以及石灰石的加入对该过程的影响。生物质燃烧生成的含氮组分包括NO和N2O,所有工况下均没有检测到NO2。在水平管式炉和鼓泡床实验台燃烧时,石灰石的加入对NO和N2O没有明显的影响,而在循环流化床实验台燃烧时,石灰石的加入抑制NO的排放。可见,添加石灰石对NO的抑制也主要体现在循环流化床反应器的稀相区。同时,Ca O、CaSO4和CO2对NO也有明显的抑制作用。因此,影响生物质燃烧时NO排放的具体物质还需通过进一步研究来确定。