半焦是低阶煤经中低温热解而来的产物;由我院自主开发的高效煤粉工业锅炉系统具有高效、节能等特点，若能将半焦作为煤粉工业锅炉的燃料进行推广，可增加煤粉工业锅炉的燃料适用范围，且有利于煤炭分质利用下游产品的合理利用。由于半焦着火和自维持燃烧困难，使半焦着火需要更高的着火热，煤粉工业锅炉要燃用半焦势必要提高燃烧温度，这与NOx低排放的条件相悖，且由于半焦挥发分较低，挥发分中可用于NOx还原的活性基团较少，因此，要合理组织燃烧，在保证燃烧效率的前提下实现低NOx排放。空气分级燃烧技术是煤粉工业锅炉常用的低氮燃烧技术，开展半焦空气分级燃烧技术降低NOx排放是很有必要的。　　本论文采用两段式滴管炉系统，将半焦粉在煤粉锅炉中的燃烧过程精细的简化在一个管中进行研究。本文选定具有代表性的神府半焦作为研究对象，提高了主燃区温度研究范围，将主燃区温度均设置在1000℃以上，选定二次风比例为空气分级燃烧配风比例的研究指标，主要研究主燃区温度及二次风比例对NOx排放浓度的影响，探寻最佳配风比例，在保证半焦燃烧效率的情况下降低NOx初始排放。本论文还对灰样的微观孔隙结构及形貌进行了测定，多方面论证神府半焦空气分级燃烧的过程及NOx排放规律的背后机理。最后，还开展了煤粉锅炉目前常用煤种神府烟煤的空气分级燃烧实验，以便探究神府半焦空气分级燃烧的适应性规律，论证神府半焦空气分级燃烧低氮效果，总结存在的问题。论文的主要研究结论如下:　　(1)神府烟煤燃烧特性对比可知，神府半焦挥发分析出和着火困难，燃烧初期反应性能较差，为了保证其顺利着火并强化燃烧，应提高燃烧温度;通过神府半焦单级供风条件下的燃烧实验，为后续空气分级燃烧低氮效果提供了依据，并得出了主燃区温度和过量空气系数对NOx排放浓度的影响:随着主燃区温度和过量空气系数的增大，NOx排放浓度升高，说明主燃区温度的升高可以强化半焦的燃烧;通过与煤粉锅炉常用的神府烟煤对比可发现:神府烟煤NOx排放浓度对温度更敏感;随着主燃区温度升高，由过量空气系数增加带来的NOx排放浓度的增加幅度变小，这些都是由挥发分的差异引起的，更加明显地证明了，提高主燃区温度可以强化燃烧、加速燃料N的析出。　　(2)通过神府半焦空气分级燃烧实验探究了主燃区温度、二次风比例对NOx排放浓度、燃尽率及NOx减少比例的影响规律。综合分析发现:合理选择二次风比例时（即合理的主燃区过量空气系数和燃尽风率），主燃区温度的升高可以在保证神府半焦燃烧效率的前提下降低NOx排放浓度;在本论文实验条件下，神府半焦空气分级燃烧最佳二次风比例为0.56（即主燃区过量空气系数为0.73，燃尽风率为0.39），在该二次风比例下，NOx的排放浓度均在120mg/m3以下，燃尽率和NOx的减少比例均较高。通过对神府半焦空气分级燃烧灰样孔隙结构和微观形貌的研究从微观上证明了上述结论。　　(3)通过神府半焦与神府烟煤的空气分级燃烧对比实验研究证明了神府半焦应用空气分级燃烧技术实现低NOx排放的良好适应性;更加明显地证明了合理配风的条件下，主燃区温度的升高有利于燃烧及低氮;各主燃区温度下，神府半焦的NOx的减少比例均在90％以上，高于神府烟煤;神府半焦的燃尽率比神府烟煤低5％左右。由以上分析可看出，神府半焦也可以通过空气分级燃烧取得较好的低氮效果，只是燃尽率稍低，建议通过燃烧器的合理设计、锅炉运行参数的调整、增加主燃区停留时间、与神府烟煤掺混燃烧等措施取得较好的燃尽率。