以枣庄烟煤(ZQ)和陕化兰炭(LT)为实验样品，利用套管式双床反应器系统对两种样品混合层燃掺烧过程进行了模拟实验研究，对比了预混燃烧、非预混燃烧、空气分级燃烧、热解气再燃和焦炭还原燃烧等不同燃烧组织方式与800 ℃~1 200 ℃燃烧温度条件下层燃过程中NOx生成特性与氮转化率的变化规律。同时，通过实验分析了燃料掺混比例(兰炭掺混的质量分数分别为0%，25%，50%，75%，100%)、一次风当量比(分别为0.6，0.7，0.9，1)以及气化气再燃对燃烧过程的影响。结果表明：非预混条件下燃料分层可促进还原烟气中NOx，掺混比例相同条件下预混燃烧的氮转化率比非预混燃烧的氮转化率高；空气分级燃烧中当一次风当量比较小时，挥发分与焦炭燃烧过程区分度更高，燃料在贫氧条件下生成的气化气可有效还原烟气中的NOx；温度对不同燃烧组织方式条件下氮转化率的影响不单调，而在同一掺混比例下焦炭再燃方式时的氮转化率最低。