煤气化技术是煤炭梯级利用的主要方式之一，近年来发展迅速、使用广泛。但煤气化过程无法将煤中的碳全部转化利用，煤经过气化后仍有部分可燃物残留在气化飞灰中。其中循环流化床煤气化产生的气化飞灰碳含量相对较高，低位发热量达12～25MJ/kg，若能加以利用会显著提高碳的利用率。气化飞灰的挥发分极低，传统燃烧技术很难处理。为了实现气化飞灰的高效燃烧，并同时控制燃烧的NOx排放水平，提出并发展了预热燃烧技术。该技术将气化飞灰在流化床预热燃烧器中进行预热，在缺氧条件下通过化学反应产生热量将燃料自身预热至850～950 ℃并脱除部分燃料氮，再将预热后的燃料通入煤粉炉炉膛，在炉内通过分级配风实现高效低NOx燃烧。针对一台采用预热燃烧技术的气化飞灰预热燃烧锅炉，开展调试和工程试验，通过考察预热燃烧器和炉膛内的温度分布和变化规律、气化飞灰的燃烧效率以及NOx原始排放，研究气化飞灰的预热特性、预热后的高温气固混合燃料的燃烧特性和NOx排放特性。结果表明，预热燃烧锅炉可以燃用挥发分<3%的气化飞灰，锅炉运行稳定，气化飞灰燃烧效率可达98%以上，NOx原始排放浓度最低可达261.94 mg/m³，经脱硝处理能达到超低排放。预热燃烧锅炉实现了气化飞灰的高效低氮燃烧，证明了预热燃烧技术在超低挥发分燃料处理方面的可行性和技术先进性。