煤炭仍将长期占据我国能源供给和消费的主导地位,气流床煤气化是煤炭洁净利用的核心技术之一。现有的气流床煤气化技术均采用液态排渣,严重限制了我国大量高灰熔点煤种的使用。气流床煤气化固态排渣技术能够解决高灰熔点煤种液态排渣技术的不足,深入研究高灰熔点煤固态排渣条件下的气化反应特性和机制有助于推动该技术的发展,对实现我国高灰熔点煤炭资源清洁高效利用具有重要的现实意义。本文选用我国典型的高灰熔点淮南朱集煤及三种低灰熔点煤（老挝煤、新疆准东煤、内蒙古鄂尔多斯煤）,深入探究了CO₂气氛下高灰熔点及低灰熔点煤焦的反应特性,确立了描述高灰熔点煤焦气化反应动力学模型,获取了高灰熔点煤气流床气化特性及固态排渣工艺操作条件,设计了500 t/d高灰熔点煤气流床气化固态排渣系统及其工艺流程。全文主要研究内容和成果如下:（1）利用热重分析仪考察了CO₂气氛下高灰熔点及低灰熔点煤焦在反应温度900℃-1500℃和CO₂浓度45%-75%下的反应特性。基于经典的均相模型、缩核模型和随机孔模型解析了煤焦-CO₂反应动力学特性。结果表明:随着CO₂浓度的升高,单位体积内活化的CO₂分子数增多,高灰熔点与低灰熔点煤焦-CO₂反应性均升高;在900℃-1100℃温度范围内,高灰熔点与低灰熔点煤焦-CO₂反应速率随温度升高而增大,煤焦处于化学反应动力学控制区,高灰熔点煤焦气化反应活化能89.88k J/mol高于低灰熔点煤焦气化反应活化能（64.42-80.41k J/mol）,样品反应性高低为:老挝煤焦>新疆准东煤焦>内蒙古鄂尔多斯煤焦>淮南朱集煤焦;当气化温度高于1100℃时,低灰熔点煤焦的反应速率不再增加甚至有所下降,气化反应从动力控制转向内扩散控制;温度继续升高由于煤灰熔融,低灰熔点煤焦气化反应从内扩散控制转向外扩散控制;实验研究温度范围内淮南朱集煤焦的气化反应均由反应动力学控制,提高温度有助于高灰熔点煤焦气化反应的进行;相较于体反应模型和缩核反应模型,随机孔反应模型可更准确预测淮南朱集煤焦-CO₂反应速率。（2）在20kg/h自热型气流床气化实验装置上,考察了O/C摩尔比0.71-1.36,气化温度1200℃-1400℃条件下淮南朱集煤气流床气化特性,并借助粒径分析、扫描电镜、热重分析等研究手段,分析了气化反应后煤灰的微观结构及二次反应性。结果表明:随着O/C摩尔比的增加,气化反应温度升高,碳转化率增加,当O/C摩尔比超过1.0时,氧量过多导致合成气中有效成分CO和H₂含量降低,合成气产率、冷煤气效率及合成气热值下降;O/C摩尔比1.0时淮南朱集煤气化特性最佳,对应的气化温度为1300℃,合成气中CO和H₂体积浓度72%,且煤灰未发生明显的熔融现象,实现了固态排渣,其中煤灰二次气化反应活化能为103.26k J/mol高于原煤。（3）设计了500 t/d高灰熔点煤固态排渣气流床气化工艺,涵盖制粉、煤粉气力输送、气流床气化炉、固态排渣、合成气净化、气化炉热回收等工艺流程及主要操作条件;进行了气化炉热量平衡及物料平衡计算,结果表明在气化温度1300℃、气化压力3.6 MPa、投煤量500 t/d、碳转化率90%、O/C摩尔比0.95等条件下,系统的能量利用效率为96.5%;初步绘制了工艺管道及仪表流程图,并给出了主要设备的布置建议,为高灰熔点煤气流床固态排渣工程设计提供了参考。