成鹏飞，李鹏飞，胡 帆，刘 璐，王飞飞，张健鹏，米建春，柳朝晖，郑楚光

(1.华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室，湖北 武汉 430074；2.华中科技大学 环境科学与工程学院，湖北 武汉 430074；

0 引 言

煤炭占我国2020年能源消费结构的56.8%，其基础能源地位短期不会改变。为实现我国“2030年碳达峰，2060年碳中和”的目标，碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是清洁煤技术的关键战略发展方向。富氧燃烧是最具潜力的碳捕集技术之一[1-2]，与其他碳捕集方式相比，其在CO2减排成本、大型化和与现有技术兼容度等方面具有优越性。该技术采用高纯度氧代替助燃空气，并结合烟气外部再循环。化石燃料在此氛围下燃烧产生的烟气组分主要是高浓度CO2和H2O(g)，以较小代价冷凝压缩后可实现CO2捕集，从而实现CO2封存或资源化利用。

虽然富氧燃烧具备碳捕集优势，但仍需进一步改善其燃烧性能，如CO2的高热容和稀释作用可能造成较低的绝热火焰温度、较长的着火延迟与燃尽时间，并可能降低燃烧稳定性；还需进一步降低富氧燃烧污染物(如NOx等)生成。

无焰燃烧具备清洁高效优势，该技术通过强射流卷吸引起的烟气内循环使反应物被充分稀释并加热至超过自燃点，整体表现为容积式燃烧，燃烧稳定性好，无明显火焰锋面，温度场、组分浓度场均匀，热力性能好，NOx等污染物生成量大幅降低。

因此，为进一步实现燃煤低碳、高效与清洁利用，可将富氧燃烧与无焰燃烧创新性结合，实现无焰富氧燃烧。由于2种技术均需要烟气再循环，其结合存在形式合理，即无焰富氧燃烧可以同时耦合烟气外循环和内循环。……