1、燃料特性与湍流反应流体力学研究方向的进展：

（1）格子Boltzmann方法是研究复杂流动和传热传质的新方法，具有许多有别于常规CFD的独特优势。本实验室长期从事该领域的研究，本书对实验室在基础理论、模型和应用方面等方面的工作做了系统总结，提出了新的学术观点。全书内容涉及LBM基本原理、基本模型、高效能算法、流动传热、可压缩流动、多相流、微尺度流动、渗流、湍流等，填补了微尺度流动、加速计算、作用力处理等国际同类著作没有涵盖的重要进展。第二作者为新加坡国立大学教授，LBM领域的著名专家。第一作者为我室人员郭照立，撰写了该书9章中的8章主要内容。该书为国内作者出版的该方向的第一部外文著作。学术贡献：多尺度流动的计算是当前流体动力学领域极具挑战性的问题，经典宏观方法和微观分子动力学方法都面临诸多困难，而常用的将宏观和分子动力学分区-耦合技术依赖经验性的耦合方法而难以应用于尺度动态演变的多尺度流动。发表了专著：Lattice Boltzmann Method and Its Applications in Engineering及具有国际影响的学术论文10篇。

（2）针对煤焦物理化学结构开展微观定量分析研究，获得了煤结构重要参数，对煤科学基础研究具有重要价值；基于泰勒级数展开矩方法，得到了布朗凝并时颗粒群平衡方程在连续区和自由分子区的粒子矩的精确解析解，为求解粒子凝并问题提供了快捷准确的计算方法，10余篇论文发表在energy and fuels,Journal of Aerosol Science 等国际著名刊物上。

2、能源利用中的污染物生成机理与防治研究方向的重要进展：

（1）发明了一种连续式生物质热解炭气油多联产系统，实现了连续生产高品质生物燃气、生物焦炭和生物油的目标，该技术已完成了工程示范，受到各界广泛关注，正在进行产业化推广。深入研究了生物质三组分热解过程，揭示了主要热解气液产物的生成途径，为生物质热解多联产新工艺提供理论指导。并与英国Leeds大学合作开展了生物质催化气化制氢研究，开发出一种新型高效双功能催化剂。成果包括发明专利：一种连续式生物质热解炭气油多联产系统及及具有国际影响的学术论文15篇。由我室与华电等单位联合申报的“国家能源生物燃气高效制备及综合利用技术研发（实验）中心”，2013年12月12日通过了国家发改委能源局组织的专家评审。

（2）郑楚光教授代表我国科技工作者首次受邀在国际能源署主办的富氧燃烧系列国际会议上进行特邀报告Research and Development of Oxyfuel Combustion in China。该报告系统总结了中国应对气候变化的行动、中国富氧燃烧研发的主要进展、并详细回顾了在基础研究、小试验证、大型示范等方面的研发进展。报告得到了主办方的高度评价，会议总结发言认为“中国政府在碳捕集和封存(包括富氧燃烧)方面的研发非常活跃”。

（3）针对入炉煤种实时辨识难题，发明了多煤种分层界面辨识技术，开发了锅炉运行参数耦合煤质特性的混煤动态反馈控制系统，研制了煤场智能堆取系统装置，实现了“堆、取、送”精准控制。针对炉内混煤燃烧氧量多目标寻优难题，提出炉内自适应氧量控制和大差异特性煤种优化配置技术方法，建立了多煤种经济氧量混煤燃烧优化模型，实现了变煤种氧量闭环控制的锅炉安全高效运行。该成果获2013年教育部科技进步二等奖、广东省科技进步二等奖。成果已在51台大型电站锅炉上应用（包括最大容量1000MW机组锅炉10台，占全国百万等级机组的1/6），总装机容量2677万千瓦。近三年，累计新增利润21.02亿元，新增税收4.84亿元，节约标煤39.4万吨、NO_x减排5.57万吨、SO₂减排6.4万吨，折合CO₂减排102万吨，大范围拓宽了电厂煤源，利用劣质煤4441万吨。获得授权发明专利一种火电厂燃煤智能调度系统等3项，完成专著《电站锅炉配煤掺烧及经济运行》及学术论文多篇。

3、热能转换与先进利用技术研究方向的重要进展：

燃煤汞控制的关键在于单质汞的氧化，溴化物可高效廉价地氧化脱汞，其关键在于研究溴化物对汞的氧化脱除机理及其反应动力学。现有研究局限于实验现象观测和数据积累，缺乏对微观相互作用机理的深入研究。本研究将量子化学理论交叉融入到燃烧学中，在分子水平上对碳基吸附汞的机理进行研究，深入分析了卤素元素汞吸附的影响机理，对气固界面上的吸附状态，吸附剂的性能，吸附产物的稳定性，以及通过负载改性增强捕获汞能力等问题进行系统而本质的描述。阐明溴化物对汞定量氧化的本征机制；形成了特色鲜明的控制理论和技术。为燃煤汞的高效廉价脱除奠定基础。

燃煤污染物控制方向的研究在国内外有重要影响，在Proceedings of the Combustion Institute发表学术论文4篇。

4、热力设备与系统的诊断、优化与综合评价研究方向的重要进展：

（1）多维结构中的辐射传热问题研究对例如锅炉、燃烧器、发动机等高温系统中的辐射传递过程的精确预测非常重要。本文利用DRESOR法在三维矩形系统中计算得到的高方向辐射强度信息对一些温度场检测和辐射特性参数重建等逆问题非常有帮助。通过计算发现，在多维结构中，如果有很多位置需要计算得到高方向的辐射强度分布，DRESOR法比蒙特卡洛和逆蒙特卡洛都有更高的计算时间和计算效率优势。DRESOR法在三维矩形系统中计算得到的高方向辐射强度信息比蒙特卡洛和逆蒙特卡洛都有更高的计算时间和计算效率优势。论文发表在国际权威期刊International Journal of Heat and Mass Transfer。

（2）通过对固体废弃物焚烧炉的火焰的辐射广谱和图像的分析处理，开展了炉内火焰温度和辐射率分布的检测，识别出该火焰中纳和钾的特征谱线，分析并解决了传统双色法用于这类火焰温度测量中的精度问题。提出将火焰的光谱测量和图像测量相结合，同时得到热辐射在空间和波长上的分布信息，推进了燃烧诊断技术的发展。论文发表在国际权威期刊International Journal of Heat and Mass Transfer。该方向发表国际学术论文10余篇。