本文研究的目的是通过建立O2/CO2气氛下煤焦颗粒燃烧和焦颗粒内矿物质气化的数学模型，对O2/CO2气氛下焦颗粒燃烧和颗粒内矿物质气化行为进行深入的研究。在研究过程中，通过比较O2/CO2和O2/N2燃烧条件下焦颗粒燃烧温度以及矿物质气化率，研究了在O2/CO2气氛下焦颗粒的燃烧过程和煤中矿物质的气化行为，以及燃烧条件变化对其产生的影响。　　 由于O2/CO2燃烧条件下焦颗粒燃烧过程较复杂，论文首先在本征反应动力学和单孔扩散宏观模型的基础上，考虑焦颗粒内表面非均相反应和气体边界层扩散、传热的变化，通过对焦颗粒求解能量守恒方程，描述煤焦颗粒在O2/N2燃烧条件下的燃烧过程，建立了煤焦颗粒燃烧的模型，并作为O2/CO2燃烧条件下焦颗粒燃烧模型的基础模型。通过对模拟的结果和文献中的实验数据进行比较，检验了模型的合理性，并说明模型可以反映煤种变化的影响。　　 在O2/N2煤焦颗粒的燃烧模型基础上，利用内孔扩散宏观模型和Langmuir-Hinshelwood动力学，建立了O2/CO2气氛下单颗粒煤焦燃烧的数学模型，计算了焦颗粒表面温度及其随氧浓度的变化，并将计算的结果与文献中的实验数据进行比较以检验模型的合理性。在对模型简单改变后，也可描述O2/N2气氛下焦的燃烧过程，体现了模型的良好通用性。模型计算研究表明，相同氧浓度时，O2/CO2气氛下焦颗粒的燃烧温度比O2/N2气氛下的燃烧温度要低，主要原因是O2的低扩散性，CO2较高的比热容，而C与CO2的反应对焦颗粒燃烧温度的影响相对较小。　　 最后论文在O2/N2矿物质气化模型的基础上，结合焦颗粒O2/CO2燃烧模型，考虑了不同气氛中气体扩散性的不同以及焦颗粒反应性的不同，建立了O2/CO2气氛下煤中矿物质气化的数学模型，并针对煤中SiO2和MgO两种成分，探讨了不同气氛对它们气化率的影响。计算结果表明，在O2/CO2燃烧气氛下随着O2浓度的增加，矿物质元素的气化是得到加强的，这与O2/N2燃烧气氛的变化趋势是相同的；在相同的O2浓度下，O2/CO2燃烧气氛与O2/N2燃烧气氛相比，焦颗粒表面的金属和次氧化物蒸气的分压显著降低。由于在O2/CO2燃烧气氛焦颗粒的燃烧温度会变低，焦颗粒内矿物质元素的气化是受到抑制的。