富氧燃烧技术被认为是最具可行性和工业应用价值的燃煤电厂碳减排技术之一。大量研究表明,O₂/CO₂气氛下CO₂的气化反应会对焦炭的燃烧特性造成影响。但由于焦炭燃烧表面的反应时间极短且机理复杂,宏观实验及宏观数值模拟较难获得充足的化学反应信息,因此有必要从分子尺度对此进行深入细致的研究。ReaxFF反应力场分子动力学模拟能够从分子层面计算焦炭燃烧化学反应过程,获得通过实验手段难以观测的焦炭燃烧初期表面反应信息,不仅是对宏观实验研究的有益补充,也可与反应动力学研究所得的CO₂气化对焦炭燃烧影响结果一起,构建更全面的内在燃烧机理,对O₂/CO₂燃烧系统和设备的开发与设计具有一定的指导意义与价值。本文首先建立了ReaxFF力场分子动力学模拟焦炭燃烧的计算模型,合理选择了力场参数,并验证了计算模型及计算方法的可靠性和准确性。应用所建ReaxFF力场分子动力学模型计算了温度为3000 K、3250 K和3500 K,燃料/氧化剂当量比φ=1.88、φ=0.94时O₂气氛和φ=0.94的CO₂气氛的焦炭氧化和气化反应过程,分析了主要气体产物（CO₂、CO、O₂和H₂O）和含碳中间产物随温度和反应当量变化规律,根据C-C键数目变化,计算了焦炭分子氧化和气化非均相反应消耗速率以及活化能,并根据C-O键成键规律,分析了焦炭气化和氧化反应机理。结果表明,随着O₂量增加CO产量减少,CO₂产量增加;气化反应中气态小分子（C₂^C₄）的产量高于氧化反应;焦炭分子氧化和气化反应速率均遵循一阶反应速率方程,计算所得氧化反应活化能为164 kJ/mol,气化反应活化能为217 kJ/mol,均与文献中实验所测结果相吻合。进一步说明了ReaxFF分子动力学模拟焦炭氧化和气化反应的准确性。其次,本文计算了3000 K、3250 K和3500 K温度下,25%、50%和75%氧浓度的O₂/CO₂气氛焦炭分子燃烧过程,分析了温度和氧浓度对产物组分生成量的影响规律,研究了温度和氧浓度对焦炭分子中C-C键消耗的影响,并计算了不同氧浓度下焦炭化学反应活化能,根据焦炭分子C-O键形成讨论了温度和氧浓度对氧化反应和气化反应的影响规律。结果表明,体系内CO峰值产量随着氧浓度升高而降低,CO/CO₂生成比例随着氧浓度升高而降低;含碳中间产物中气态小分子（C₂^C₄）峰值产量随着氧浓度升高而降低;25%、50%和75%氧浓度下,化学反应活化能分别为196 kJ/mol、190 kJ/mol和167 kJ/mol;温度升高对气化反应的促进作用大于氧化反应。最后,本论文计算了3000 K、3250 K和3500 K温度下,25%、50%和75%氧浓度下O₂/N₂气氛焦炭分子燃烧过程,分别从主要组分（CO、CO₂、O₂）消耗量与生成量、焦炭分子C-C键消耗量、焦炭分子氧化率、CO/CO₂生成比例、体系势能变化规律等方面,分析了CO₂气化反应对焦炭燃烧特性影响规律。结果表明,在O₂不足的条件下,CO₂的气化反应促进了焦碳分子燃尽;O₂/CO₂气氛下CO/CO₂生成比例高于O₂/N₂气氛,且C-C键消耗速率低于O₂/N₂气氛;CO₂气化反应吸热导致在O₂/CO₂气氛焦炭燃烧初期表面温度低于O₂/N₂气氛,随着O₂浓度升高两种气氛表面温度差距逐渐减小。