煤气化不仅为中国未来能源产业提供了重要出路,而且也是当前减少大气污染的重要途径。然而,目前所广泛采用的流化床气化炉普遍存在碳转化率低、有效气的产气量低、能损耗大的问题。本论文针对此问题,一方面,通过研究氧气煤比、蒸汽煤比、气化炉负荷对气化结果的影响,得出了煤气化炉的最优操作条件;另一方面,通过对流化床煤气化过程简化和生产数据的分析,构建了可靠的工艺模型,预测了未知的灰熔聚粉煤气化过程,为气化设备的设计改进提供了理论指导。本文对灰熔聚循环流化床的工业化运行进行了试验。主要考察了流化床煤气化技术过程中氧煤比、汽煤比、气化炉负荷等操作条件对气化结果的影响。结果表明,随着氧气煤比的增加,气化反应温度上升,煤气产率增加,碳转化率增加;在蒸汽煤比为1,加煤量8吨/小时,最佳氧煤比为0.40Nm~3/kg时,有效气产气量最大8100Nm~3/h。氧煤比为0.39Nm~3/kg时煤气热值出现最大值,最大热值为7900kJ/Nm~3。在氧煤比保持不变的条件下,随着蒸汽煤比增加,气化反应温度降低,煤气中二氧化碳浓度增高,一氧化碳浓度降低,氢气浓度降低,煤气有效成分逐渐降低。在蒸汽煤比为1,气化温度为1000°C时,最佳负荷范围为8-9t粉煤/h,最高的有效气产气率为1.01Nm~3/kg。本文基于国内外研究者对循环流化床气化炉的模拟方法,根据试验结果拟合了碳转化率动力学经验关系式,结合物料平衡,能量平衡建立了动力学修正的循环流化床煤气化平衡模型。结果表明,在与试验相同的条件下,进行的循环流化床煤气化模拟计算结果和试验结果吻合较好。本文建立的数学模型是适宜的。在此基础上,通过改变气化过程的操作参数,对气化炉的性能进行了预测,分析预测了氧煤比、蒸汽煤比对煤气组成、有效气产气量等指标的影响。根据模拟预测的结果可得出,在蒸汽煤比为1时,随着氧煤比的增加,有效气产气量先增加后减少,当氧煤比值为0.42Nm~3/kg时,有效气产气量存在最大值。氧煤比在0.39Nm~3/kg时,煤气热值存在最大值。