针对上述这一科学问题，循环流化床实验室开展了实验和模型研究，进一步揭示了O2/CO2环境下二氧化碳气化对焦炭燃烧物理化学的影响机理，解释了二氧化碳气化增强和减弱焦炭燃烧转化速率的机制和边界，发现了焦炭高温富氧燃烧存在物理形貌、化学反应速率临界转折点和过渡区域，燃烧温度超过灰熔点温度的高温本征动力学反应常数与反应温度关联并非传统单调函数。提出了发展的修正体积反应模型，获得了更加适用于中高温焦炭燃烧规律的动力学预测，初始燃烧阶段预测精度尤为提高。在修正体积模型的基础上，构建了全新的加权指数和模型，该模型与传统模型相比，预测焦炭转化速率、燃尽时间等参数的准确性更加提高，模型预报与实验结果更加吻合，其部分成果发表于《中国科学》。
焦炭气化反应动力学效应引起煤粉富氧燃烧湍流扩散火焰研究中，获得了关于火焰传播、稳定性和结构类型新的认识，其成果发表在温室气体控制核心期刊IJGGC并获得国际能源署温室气体研究与开发计划机构（IEAGHG）主席Stanley Santos博士及评审专家高度评价，该部分工作对于煤粉燃烧器研发具有重要参考价值。
上述研究获得了国家自然科学基金的支持（No.51406197），发表国内外学术核心期刊论文3篇，其中SCI收录论文1篇，在审2篇，EI收录论文2篇，国际会议口头报告3篇。
图 1 焦炭富氧燃烧CO2气化反应贡献率
图 2 发展的修正体积模型预报和实验结果对比
图 3 本征反应常数随反应温度变化规律
