中国是世界上生产和使用煤炭最多的国家，煤炭的大量燃用造成了严重的环境污染，降低燃煤污染已经成为中国环境保护和可持续发展的迫切需求。　　 解耦燃烧技术可以降低燃煤的NO排放，该技术已经在小型燃煤炉和工业窑炉中得到了推广和应用，取得了良好的效果。但解耦燃烧抑制NO排放的机理还不十分清楚，限制了该技术的进一步发展和应用。为此，作者设计了双层固定床反应器，对煤炭各种燃烧方式和过程中NO的生成和消除规律进行了实验研究，初步阐明了煤炭解耦燃烧NO抑制机理。　　 实验表明：煤固定床燃烧过程中，热解气燃烧燃料N向NO的转化率(αNO)高于焦炭燃烧αNO；在空气分级燃烧过程中，减小一次风比率能降低煤炭燃烧αNO；增加焦炭层厚度，能降低焦炭燃烧αaNO；在焦炭燃烬阶段，焦炭燃烧时NO即时产率(ηNO)随焦炭层的变薄而迅速增加。　　 在本研究实验中，煤热解气和焦炭分别燃烧方式αNO比煤传统燃烧方式αNO高11％，空气分级燃烧方式αNO比传统燃烧方式αNO低16％，解耦燃烧方式αNO比传统燃烧方式αNO低39％，在这些燃烧方式中解耦燃烧方式NO排放最低。　　 实验表明：焦炭在燃烧时对NO有很强的还原作用，对燃烧气氛中NO还原率达90％以上。热解气燃烧过程中对燃烧气氛中NO也有一定的还原作用，在本研究中热解气燃烧时对气氛中NO的还原量相当于相同量热解气在空气中燃烧NO产生量的10％～30％。　　 解耦燃煤炉中NO的消除主要有两条途径：(1)焦炭燃烧产生的NO被热解气中还原性物质(CO、NH3等)所还原；(2)热解气燃烧产生的NO被焦炭还原。解耦燃烧过程中NO的消除主要是依靠焦炭对NO的还原作用。　　 解耦燃煤炉设计应遵循以下设计原则：(1)尽可能使热解气在流出焦炭层之前燃烬，这样可以充分利用焦炭层对NO的还原作用来降低燃煤炉NO排放；(2)增加燃煤炉内焦炭层的厚度，一方面可以降低焦炭层本身燃烧NO排放，另一方面又能提高焦炭层对热解气燃烧所产生NO的还原作用；(3)降低燃煤炉热解区的O2浓度，使热解气首先在缺氧条件下燃烧，可以降低热解气燃烧NO排放。　　 根据解耦燃烧机理作者研制了一台功率为10 kW的新型解耦燃煤炉，运行测试结果表明：新型解耦燃煤炉NO排放较原有解耦燃煤炉降低30％。证实了作者提出的解耦燃烧机理和解耦燃煤炉设计原则。为扩展解耦燃烧技术在更大容量锅炉上应用，根据解耦燃烧机理，作者提出了旋转炉排解耦燃煤炉和新型解耦燃烧循环流化床锅炉设计方案。