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实验室结合我国[[能源]]战略与[[国民经济]]建设需求，在能源与[[环境]]领域开展研究，以化石燃料的高效清洁利用，新能源及先进能源系统，低品位能源的高效清洁利用，能源利用过程中的[[污染物]]生成、迁移、测量及控制，复杂反应系统中的理论模拟及数值试验等为主要研究方向，并已形成了鲜明的研究特色 <ref>[https://www.sohu.com/a/135944144_169472?_f=v2-index-feeds 浙江大学拥有10个国家重点实验室，位居高校第一！ ]，搜狐，2017-04-23 </ref> 。

在上述研究方向上，承担了一大批国家级及省部级项目、企事业合作项目和国际合作项目。从基础研究、应用基础研究和[[产业化]]示范再到[[商业化]]应用，研究开发了拥有自主[[知识产权]]的系列成果，曾获国家自然科学奖二等奖1 项，国家技术发明二等奖2 项，国家科技进步二等奖4 项，省部级科技进步一等奖9项、二等奖8项。如[[水]][[煤]]浆代油洁净[[燃烧]][[技术]]及产业化应用、电厂[[锅炉]]多种污染物协同脱除半干法[[烟气]]净化技术、煤水[[混合物]]异重床结团燃烧技术、生活[[垃圾]]循环流化床清洁焚烧发电集成技术、可调[[煤粉]]浓淡低NOx燃烧及低负荷稳燃技术、煤的优化配置、催化洁净燃烧及产业化应用、工程气固两相流动中若干关键基础问题的研究等。另外提出了煤的[[热]]、[[电]]、[[气]]、[[焦油]]等多联产方案，并研究开发了石煤、煤矸石综合利用的灰渣提钒、制[[水泥]]等[[煤炭]]的分级利用技术；提出了需从含氧官能团定向变换角度解决[[生物油]]品位提升的思路，构建了完整的[[生物质]][[热化学]]转化制取高品位[[液体]]燃料的技术路径，主持负责了国家973项目 <ref>[https://zhuanlan.zhihu.com/p/37566648 收集到的973和863计划的解释]，知乎 </ref> ；研究开发了生物质循环流化床直燃发电技术、医疗废物和工业危险废物焚烧处置技术；城市污水污泥和[[工业]]有毒有害污泥的干化焚烧综合处置[[技术]]；大型电站锅炉燃烧诊断的三维CCD扫描图像温度场重建、浓度场测量等理论与技术；建立了可调[[半导体]][[激光器]]测量气体成分、先进激光全息诊断的方法和系统；研究开发了电站锅炉煤粉[[浓度]][[电磁波]]法[[在线监测]]技术等。