加压富氧流化床被视为最有希望的燃煤电站零碳排放技术之一，其研究受到广泛的关注。辐射传热是流化床稀相区的主要换热方式之一，掌握稀相区辐射传热特性对于流化床的设计、制造及运行具有重要意义。由于压力升高、燃烧产物成分变化及颗粒浓度较高，加压富氧条件下的稀相区辐射传热特性与常压空气状态下差异较大。同时工业生产过程中对辐射传热计算精度的要求越来越高，基于灰体假设的辐射传热不能精确描述加压富氧流化床稀相区辐射传热，必须考虑烟气产物的非灰辐射特性。目前基于非灰体辐射理论的流化床稀相区辐射传热特性的研究较少。本文基于非灰体假设，对加压富氧流化床稀相区辐射传热特性进行了模拟研究，揭示了流化床稀相区气体辐射、颗粒辐射及辐射传热随压力、气氛和颗粒浓度的变化规律，掌握了加压富氧流化床稀相区辐射传热的详细机制，对加压富氧流化床系统的设计、制造及运行具有重要的理论意义。
　　基于灰气体加权和模型掌握了分压比、压力及温度对气体辐射特性的影响规律，获得一维加压富氧燃烧和三维富氧燃烧下的气体辐射传热特性。研究发现：运行压力、CO2摩尔分数及温度对加压富氧燃烧烟气的气体辐射具有较强的影响。气体总发射率在压力区间0~60atm呈增大趋势，高压下趋于恒值。保持水蒸气摩尔分数不变，CO2摩尔分数增加，H2O与CO2的分压比小于2，气体总发射率急剧增大；当分压比大于2时，气体发射率基本保持不变。相同压力路径下，气体总发射率在温度区间300~2500K随温度升高而减小。一维及三维气体辐射传热研究中，富氧燃烧下的气体辐射热流大于空气燃烧，加压富氧条件下的辐射传热大于常压富氧燃烧。基于压力拟合的灰气体加权和模型计算高压下的气体辐射具有较高的精度。
　　通过Rayleigh散射理论和Mie理论研究了加压富氧燃烧烟气中的颗粒辐射传热，揭示不同种类的颗粒辐射特性。计算发现：烟气中的烟黑、飞灰及碳颗粒均对辐射传热有增强作用。小粒径颗粒的辐射特性对波长具有强烈的选择吸收性和选择散射性，辐射特性随波长变化剧烈，不能使用几何光学近似理论等灰体假设来替代Mie理论计算颗粒辐射。一维颗粒辐射传热计算中，通过Mie理论得到的颗粒辐射传热精度较高。
　　通过求解流化床稀相区的辐射传递方程，获得了稀相区的辐射传热特性随压力、气氛和颗粒浓度的变化规律。选取鼓泡流化床和循环流化床实验装置作为两个数值计算对象，通过对比常压空气燃烧的辐射传热实验数据，确认了本文辐射传递求解过程的精度。获得加压富氧条件下，稀相区的压力、烟气成分和颗粒浓度等对辐射传热特性的影响规律。研究发现：富氧燃烧下，烟气中颗粒浓度较高时，即使CO2摩尔分数升高到0.8，鼓泡床和循环床稀相区辐射传热相比于空气燃烧变化较小，气体辐射有所增强，但仍小于颗粒辐射。压力升高但颗粒浓度不变时，颗粒浓度较小的鼓泡床稀相区的壁面辐射热流略有上升；但在颗粒粒浓度较高的循环流化床稀相区中，即使压力升高到25atm，辐射传热几乎无变化；气体辐射随着压力升高而增强，但仍小于颗粒辐射。颗粒辐射在加压富氧流化床稀相区辐射传热中占主要地位，当颗粒浓度较高时，颗粒发射率接近1.0，颗粒辐射几乎不再随颗粒浓度升高而变化；颗粒浓度较高时，壁面辐射热流也不再随颗粒浓度升高而变化，但介质内部的辐射源项有所降低。