我国的煤炭资源储量非常丰富,且种类十分齐全,是我国主要的一次能源来源。近些年来,随着日益严重的环境污染问题以及经济发展迅速增长的能源需求,如何清洁、高效地利用煤炭资源,成为目前影响我国能源、环境可持续发展的重要议题。在低碳经济、可持续发展的倡导下,中国科学院启动了“低阶煤清洁高效梯级利用关键技术与示范”战略性先导专项(简称“煤专项”)。过程工程研究所依托这一科研平台,发展了“煤拔头”固体热载体工艺。本论文针对“煤拔头”工艺中下行床与料仓联合装置中的煤热解过程,采用欧拉多流体模型,耦合了质量、动量、能量传递以及化学反应模型来研究反应器内的流动、传热以及反应特性。论文首先根据单个颗粒层次的质量守恒推导出适用于多流体模型的粒径-密度变化模型,并与多流体模型进行耦合。同时,与粒径相关的参数,如相间曳力系数、传热系数以及多组分颗粒动理论参数在计算中会直接调用变化的瞬时粒径、密度值。接下来本文考察了一级全局反应模型以及双平行竞争模型。重点考察了温度对活化能、反应速率以及产物生成比例的影响。主要得到以下结论:(1)在反应过程中,煤颗粒的粒径变小,相间传热系数增大,升温速率增加,反应速率也随之增大,煤的转化率越高。热解反应模拟过程中,应考虑粒径变化的影响。(2)煤的热解过程在低温时具有较低的活化能和反应速率,趋向于生成更多的固体半焦产物,高温时具有较高的活化能和反应速率,趋向于生成轻质气体产物,因此双平行竞争模型更符合煤实际的热解过程。