加压富氧燃烧技术可以实现烟气中CO₂的富集,有利于高效捕集CO₂,是一项具有较好前景的碳捕集技术。加压富氧燃烧技术的经济性相对于常压富氧燃烧技术更高,可以更加充分地发挥富氧燃烧技术的优势,然而压力升高后,煤燃烧特性相对于常压富氧燃烧时发生了改变,为了探究燃烧压力、燃烧气氛、燃烧温度、燃煤粒径和燃煤种类对加压富氧燃烧过程煤中碳、硫、氮元素的迁移转化特性的影响,本文在自行搭建的加压水平管式炉富氧燃烧试验系统上展开相关试验,旨在获得煤加压富氧燃烧过程中碳元素的迁移转化及污染物生成排放规律,为加压富氧燃烧技术的实际应用提供理论参考。研究了煤加压富氧燃烧过程碳迁移规律以及煤成灰特性。在相同燃烧温度及气氛条件下,随着燃烧压力的提高,煤中碳向CO₂的转化增多,灰中残碳率降低。在相同燃烧压力及温度条件下,21%O₂/79%CO₂气氛下的CO₂生成速率较空气气氛下降低,CO排放显著增加,随着O₂/CO₂气氛中氧气浓度的提高,CO₂生成速率增大,CO生成减少。提高燃烧温度或减小燃煤粒径均会促进煤中碳向CO₂的转化,但随着燃烧压力的提高,燃烧温度对CO₂生成速率的影响减弱,燃煤粒径对CO₂生成速率的影响增强。此外随着燃烧压力的增加,煤灰粒径先减小后增大,煤灰孔隙结构先增强后减弱,灰中高温矿物减少,低温矿物增加。考察了加压富氧燃烧过程煤中硫向SO₂的转化特性并进行了炉内钙基脱硫试验探究石灰石脱硫特性。在相同燃烧温度及气氛条件下,提高燃烧压力可以增强煤灰的固硫能力并降低SO₂的排放量。在相同燃烧温度及压力条件下,21%O₂/79%CO₂气氛下的SO₂排放量低于空气气氛,提高O₂/CO₂气氛中氧气浓度则会增加SO₂排放量。提高燃烧温度或减小燃煤粒径均会增加SO₂排放量,但随着燃烧压力的提高,燃烧温度对SO₂排放的影响增强,燃煤粒径对SO₂排放的影响减弱。掺入石灰石能够有效降低SO₂的排放,且提高燃烧压力、氧气浓度、燃烧温度和钙硫摩尔比均有利于提高炉内钙基脱硫效率。揭示了加压富氧燃烧过程煤中氮向NO_x的转化特性并模拟了煤加压富氧燃烧过程氮转化行为。在相同燃烧温度及气氛条件下,提高燃烧压力可以有效降低NO_x排放量。在相同燃烧压力和温度条件下,21%O₂/79%CO₂气氛下的NO_x排放量低于空气气氛,提高O₂/CO₂气氛中氧气浓度则会增加NO_x排放量。提高燃烧温度或减小燃煤粒径均会增加NO_x排放量,但随着燃烧压力的提高,燃烧温度对NO_x排放的影响增强,燃煤粒径对NO_x排放的影响减弱。基于试验研究结果,在CHEMKIN软件上开展了煤加压富氧燃烧氮转化行为的数值模拟试验,考察了烟气中主要含氮产物N₂、NO、NO₂和N₂O生成行为受燃烧压力、燃烧温度、氧气浓度的影响,明确了煤加压富氧燃烧过程氮转化的主要反应路径。