我国低阶煤储量接近5000亿吨，约占煤炭探明储量的42%，这是一类煤化程度较低的煤。低阶煤的分级转化是指将煤炭通过热解或气化提取油气，剩余的半焦或残炭作为高品位洁净燃料燃烧发电的煤炭利用方式，可谓将煤炭彻底吃干榨净。
低阶煤热解或气化的副产品半焦、残炭，属于“超低挥发分碳基燃料”，采用传统燃烧技术，会有着火稳燃困难、燃尽率低、NOx排放高的难题。实现此类燃料的清洁高效燃烧利用，已成为制约我国低阶煤分级转化的关键技术瓶颈。
低阶煤热解的半焦产率约为原料煤的50-70%，气化的残炭产率约为原料煤的20-30%。随着我国低阶煤分级转化产业的发展，煤气化、制焦等行业每年将产生数亿吨半焦、残炭，采用预热燃烧技术实现这些超低挥发分碳基燃料的高效清洁燃烧利用，将创造巨大的经济效益和环保效益，应用前景十分广阔。国家发改委、能源局2016年联合印发《能源技术革命创新行动计划2016-2030年》，已将“煤炭分级分质转化”列为煤炭清洁高效利用技术创新的战略方向。
中科院工程热物理所研发团队针对超低挥发分碳基燃料，突破传统燃烧理论，原创性地提出了预热燃烧技术，在国家自然科学基金、中科院先导科技专项等项目的支持下，历时13年，完成了机理研究、关键技术研究和中试研究，通过创新并集成燃料高温改性、无着火直接燃烧以及燃料氮析出调控等一系列关键技术，实现了燃料的高效燃烧和低NOx排放，目前正在将该技术推向工业应用。
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