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本文在建立三维模型的基础之上,引入多孔介质模型,运用FLUENT软件对径向流反应器内的流场分布及甲烷化过程进行数值模拟分析。首先,确定了实验流程、尺寸模型及构件的选择,完成了径向流反应器的装置搭建,并且测量了环隙催化剂床层的空隙率及不同操作气速下的流道压力分布。然后,对П型离心流动、П型向心流动、Z型离心流动、Z型向心流动径向流反应器进行冷态模拟,提取反应器内的速度场及压力场分布规律,并对分流流道及集流流道间的压差进行均布分析,得出最优的反应器构型。同时在流场模拟的基础上添加甲烷化动力学方程进行热态模拟,提取反应器内的温度场及CO、CH4的质量分数,运用正交实验的方法探究了入口温度、入口气速及H2/CO对甲烷产率的影响。最后,在流场分析的基础上利用“流固耦合”的方法对径向流反应器进行了结构强度分析。研究结果表明:（1）冷态测试过程中,随着操作气速的增加,反应器内集流流道和分流流道间的压降也随之变大。（2）在实验装置搭建完成的基础之上,对径向流反应器内的流场模拟进行了可行性验证,模拟值与文献值的误差在3%以内,吻合良好。通过对流道之间的压差进行归一化处理,比较偏差值及曲线变化趋势可得离心流动径向流反应器的流体分布均匀度优于向心流动,П型离心径向流反应器内部流场分布最均匀。（3）通过对轴向和径向的温度分布、CO质量分数、CH4质量分数的云图及数据的分析,得到了温度在反应器催化剂床层中的扩散过程及一氧化碳、甲烷的生成规律。利用正交实验方法可知入口气速对甲烷化过程的影响最大,是最主要的影响因素,当入口温度为553 K、入口气速为15 m.s-1、H2/CO为3.5时,甲烷化产率最高。（4）反应器的流固耦合分析得到了径向流反应器内发生变形程度最大和最小的位置以及反应器内应力分布的均匀程度。