O₂/CO₂燃烧技术不仅能使分离收集CO₂和处理SO₂容易进行,还能减少NO_x排放,是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。对O₂/CO₂燃烧技术开展的研究工作有重要意义。本文中通过实验研究,对不同粒径煤粉及其组合在O₂/CO₂气氛下的火焰形成过程、火焰结构、火焰传播长度及NO排放特性进行了系统的研究。运用高速摄像机记录水平石英管内不同粒径煤粉及其组合在O₂/CO₂气氛下燃烧时的火焰形成及传播过程。与大粒径煤粉相比,小粒径煤粉的火焰结构稳定,火焰明亮。混合粒径煤粉的火焰长度都随着小粒径煤粉混合比例的增加而提高。通过管式炉实验研究了不同粒径煤粉及其组合在O₂/CO₂气氛下燃烧时的NO生成特性。煤粉在O₂/CO₂气氛下燃烧时NO浓度比空气气氛下要低。与大粒径煤粉相比,按质量比为1:1的混合煤粉燃烧时燃料氮向NO的转化率较低。此外,炉膛温度的提高,促进了煤粉燃烧中NO的生成。使用沉降炉实验系统对不同粒径煤粉及其组合在O₂/CO₂气氛下燃烧时的NO生成特性做进一步研究。900℃时,煤粉在三种氧浓度的O₂/CO₂气氛下燃烧时沿炉膛长度方向上NO浓度都呈现单峰现象,且NO浓度随着粒径的减小而降低。在1100℃时,煤粉在三种氧浓度的O₂/CO₂气氛下燃烧时沿炉膛长度方向上NO浓度都出现“M”型现象。挥发分氮与周围氧气反应生成NO,形成了第一个NO峰值。随着粒径的减小,NO浓度第一个峰值提高。燃烧后期的异相反应逐渐增多,此阶段内焦炭氮被氧化并形成NO浓度的第二个峰值。与大粒径煤粉相比,小粒径煤粉燃烧时NO浓度峰值较大。混合粒径煤粉的两个NO峰值都介于大粒径与小粒径之间。使用傅立叶红外光谱仪对1100℃时煤粉燃烧残留物做了FTIR分析,并对红外图谱进行分峰拟合处理后发现,热解与燃烧过程中的C-H、C-O类官能团基本随着挥发分一起析出。脂肪链侧链长度CH₂/CH₃随着粒径的减小而减小。C=O官能团对NO具有一定的还原能力。随着煤粉粒径的减小,对应燃烧残留物的芳香度提高。