煤热解耦合化学链气化系统,是结合煤固体热载体热解技术而提出的一种联产焦油和合成气的固体燃料化学链气化耦合工艺,该系统通过载氧体循环为煤热解提供热量,煤热解半焦与含酚废水作为化学链气化的原料和气化剂,实现了煤炭的梯级转化与能量高效利用。本文针对耦合系统核心反应单元——煤焦化学链气化单元,从热力学可行性分析、工艺条件优化以及Fe基复合载氧体的制备与测试三个方面对其展开研究。（1）通过热力学软件对Fe2O3载氧体煤焦化学链气化系统进行模拟分析,确定了最佳工艺参数为:气化温度为900℃、水碳比为0.2:1、氧碳比为1:1,并且依据热量衡算的要求,对Fe2O3/Al2O3载氧体中惰性载体负载量进行调控,Al2O3的负载量为74%;（2）通过固定床实验,开展了对煤焦化学链气化过程的工艺参数（氧碳比、气化温度以及水蒸气流量）的筛选以及其气化机理的探究。结果表明,当氧碳比为1:1,水蒸气流量为0.03 m L/min,气化温度为900℃时,煤焦化学链气化反应获得较高的碳转化率和合成气选择性,分别为93.42%和85.48%;水蒸气及载氧体的增多,既可以提高煤焦的碳转化率,但同时会消耗合成气,导致合成气选择性降低;气化温度的提高能够促进煤焦气化反应的进行,提高CO和H2的产率,但高温下载氧体易出现烧结问题。此外,煤焦、载氧体与水蒸气三者间的相互作用会随着煤焦气化反应的进行而有所变化。（3）通过固定床实验,研究了活性助剂的种类及比例对Fe基复合载氧体煤焦气化特性的影响。结果表明,活性助剂的添加能够提高载氧体反应活性,但高活性的载氧体也会深度氧化合成气,造成合成气选择性的降低。对于Fe-Ni复合载氧体来说,Ni基负载为15%的载氧体气化性能最佳,碳转化率为95.65%,合成气选择性为85.81%;对于Fe-Cu复合载氧体而言,Cu基负载为10%的载氧体气化性能最佳,碳转化率为96.07%,合成气选择性为84.06%;此外,两种复合载氧体在煤焦气化反应前后都没有出现明显的烧结和团聚现象,载氧体表现出良好的循环稳定性。