我国以煤炭为主要一次能源的结构短期内无法改变,煤炭高效清洁转化技术是满足我国能源需求、减少环境污染、实现我国节能减排目标的必然选择。煤气化是清洁煤技术的重要发展方向,粉煤加压密相输运床气化是一种适用于低阶煤大规模气化的技术。本文结合实验和建模对气化炉内热解、气化过程进行分析,可为气化实验数据分析、气化炉设计提供参考。本文采用Thermax500型热重分析仪,研究了准东煤、神木煤、大同煤和废弃木耳段生物质的热解特性,分析了升温速率、煤种、反应气氛和压力等因素对煤热解反应的影响。建立了输运床气化分区模型,分析了煤热解过程能量平衡,以及气化炉结构和运行参数变化对碳转化率和煤气组分的影响。论文的主要内容和结论为：1.煤热解及反应动力学研究在加压热重分析仪上进行了准东煤、神木煤、大同煤和废弃木耳段生物质在不同反应条件下的热重实验,采用分布活化能模型求解了主要反应动力学参数,建立热解产物计算模型分析热解过程能量平衡。结果表明：三种煤和废弃木耳段热解过程都可分为过渡阶段、解聚和分解反应阶段、缩聚反应阶段；CO气氛对大于700℃的高温区域热解反应有抑制作用,H2气氛对大于550℃的高温区域热解反应有促进作用；在450℃以下,压力提高有利于裂解的进行；在550℃以上,压力提高抑制了挥发分的析出和二次裂解反应的进行；不同煤种的活化能分布规律不一致,主要分布在200-400kJ/mol范围内,煤的活化能略高于废弃木耳段生物质的活化能；煤的热解过程吸热主要是为了提供反应物或产物的物理热。2.输运床气化炉简化数学模型将煤气化分为煤热解、煤焦燃烧和煤焦气化三部分,结合流体动力学模型和化学反应动力学方程,建立了气化炉反应器模型,采用实验数据对模型参数进行了校核。3.输运床气化过程参数影响研究利用上述模型,对气化炉结构尺寸和气化炉操作参数影响进行了分析,结果表明：在不同的气化炉散热条件下,为维持相同的气化操作温度,所需的空气量随着气化炉散热量的增加而增加,过量空气系数从0.089增加到0.445,总碳转化率提高了31.80%。当气化炉散热量一定时,随着空气流量的增加或空气温度的升高,总碳转化率升高。加大水蒸气量、提高提升管高度,都可以提高碳转化率,但是当提升管高度提高到一定程度后,其影响程度减小。