煤炭仍将是我国今后很长一段时间主要依赖的能源，而传统煤炭利用过程能源利用效率低、污染严重的弊病日益明显。根据我国的能源结构现状，开发能源转化率更高、包括CO₂在内的多种污染物排放低的煤炭利用系统具有积极和重要的意义。浙江大学提出的近零排放煤气化燃烧利用系统具有利用效率高、污染物接近零排放的特点。系统利用煤或其他燃料在掺混一定比例的CO₂接受体（CaO）后送入加压循环流化床进行无氧气化制取较高纯度氢气用于SOFC发电或供其他氢能用户使用，未完全气化的碳送入燃烧炉燃烧放热而所生成的CaCO₃则在燃烧炉中煅烧分解为CaO供循环使用。 本文在综述了国内外以CO₂接受体法为基础的零排放系统的研究进展的基础上，主要在以下三个方面开展工作：压力热天平上的初步实验研究、系统动力学的模型研究以及小型加压循环流化床气化燃烧集成实验装置的设计。 为研究CO₂接受体在压力条件下的反应特性，在加压热天平上对钙基吸收剂在不同CO₂分压下进行了初步的热重实验研究，包括CaO的碳酸化反应与CaCO₃的煅烧分解。研究了不同压力条件对碳酸化反应的影响。分析了压力变化对石灰石分解的影响，并根据实验结果计算了石灰石在不同条件下的热解活化能。为进一步研究CaO在炉内吸收CO₂和煅烧分解特性提供了基础。 在现有研究基础及文献基础上，考虑到近零排放煤气化燃烧利用系统所涉及各反应过程的具体特点，建立了循环流化床气化炉和燃烧炉的动力学模型，包括煤热解、加压气化、CaO碳酸化反应、半焦燃烧以及CaCO₃分解等过程。模型分析了不同压力、温度及反应气氛等条件对反应过程的影响，并通过不同反应条件下所得产物、转化率、反应速率等参数综合对比，提出了系统可能的优化操作条件，为下一步的加压试验台实验提供理论依据与数据支持。 为进行进一步的台架实验研究，设计了加压气化燃烧的双循环流化床试验台，可同时运行压力范围0～5MPa、温度范围750～1000℃的煤气化和燃烧试验。