本文在自搭建的两段组合式气化实验平台上开展相关热态实验,研究了神府烟煤(SF)在二段气化反应区的反应特性以及负载不同催化剂对于二段气化反应的影响；在固定床实验装置上研究了煤颗粒落入高温气氛内的气体释放特征。本文的研究结果对探究进一步优化气流床-固定床耦合的气化工艺具有指导作用。以神府烟煤(SF)和内蒙褐煤(NM)为二段固定床气化原料,经二段气化反应特性对比研究发现,在二段加入神府块煤时得到的气化参数与内蒙褐煤相比差异较小。在现有实验条件下,向二段块煤添加不同种类、不同质量的添加剂,结果表明钾盐、钠盐及铁盐的加入对二段气化反应均有较好的促进作用。在块煤中添加钾盐时,二段气化反应得到了加强,各项气化指标随钾盐用量的增加而提高。当添加5%K时,二段出口合成气中有效气体含量与原煤相比增加了2.5%；当添加8%K时,有效气体的含量较原煤增加了约3.8%。引入金属碳摩尔比γ这一参数描述催化剂添加量与煤样的比值,并以此参数确定不同条件下催化剂的添加量。结果表明,在相同γ条件下,钠盐的催化效果不及钾盐。在添加量达到5%Na以后继续添加钠盐,提升效果不如增加相同量钾盐效果明显。添加量从5%Na增加至8%Na,有效气含量增值由3%增加到4%。实验工况下催化效果为8%K>8%Na> 5%K≈5% Na> 5%Fe。为模拟二段床层热解特性,在管式反应装置上,开展三种煤样的热解实验。结果表明,提高热解温度对煤中含氢/含氧官能团的分解有促进作用。当温度自873K上升至1273K时,H2和CO的释放量均增加了4-5倍；当温度为1173K和1273K时,煤阶对热解反应有效气体产物组成的影响较小。利用Aspen Plus对二段使用流化床时的气化系统进行了过程模拟。结果表明,二段的最佳给煤比范围为18%-20%。二段气化效率和有效气体产率在该最佳给煤比范围内能够被显著的提高。在最佳操作范围内选择最有代表性的工况条件,可极大提高气化实验的效率。即一段进油2.94kg/h、氧气流量为5kg/h(氧油比为1.7)和二段煤量为0.55kg/h(给煤比为18.7%)的条件下,有效气产率能达到207Nm3/kg (coal),冷煤气效率能达到84.81%。该流程模拟对后续优化两段气化工艺具有指导意义。