具有中国自主知识产权的灰熔聚流化床煤气化工艺因其适应煤种宽、气化条件温和、氧耗低、投资低、成本低是一项应用前景广阔的洁净煤技术。灰熔聚流化床煤气化工艺的工业示范装置的建成和投入使用更大大推动了其产业化的进程。该工艺进一步工业放大、优化的问题目前更突显重要。沿用传统逐级放大方法耗时耗钱，且对过程的内部认识也不深入。鉴于计算流体力学(CFD)模拟方法的发展和在气固流化床反应器研究已有经验的情况下，本研究用CFD模拟的方法和适当的流体力学模型深入解析了灰熔聚流化床气化炉气固流场的变化，流化床气化炉内部结构对气固流动的影响，气化过程传热、传质及化学反应的规律，为灰熔聚流化床气化炉设计、操作优化及进一步放大提供理论指导。　　 本研究在分析气固两相流系统特性的基础上，选取适合流化床稠密气固流动的双流体模型作为模拟手段，分别对灰熔聚流化床气化炉进行了冷、热态模拟，探讨了气化炉分布分离器特殊结构对气固流动的影响，分析了热态条件下炉内的温度场、浓度场和不同区域的气化特性，同时还考察了流化床气化炉中的传热、传质过程。研究工作针对流化床气化炉建立了较为完整的CFD模拟方法，得到了比传统模型更为详尽的流场信息；关于模型的可靠性和实用性也给予了一定的检验。　　 论文具体内容包括以下八章：　　 第一章为文献综述和课题选择。通过分析当前煤气化技术的发展现状，指出流化床煤气化技术是高效洁净煤技术的重要方向，特别是灰熔聚流化床气化炉对煤种的适应性使其更高效、经济。但其过程的放大和优化尚需改进。CFD模拟可以解析流化床内部流场，加深对结构和流动、反应之间关系的认知，协助过程放大和优化的研究。本章详细讨论了CFD方法的发展和其应用的可行性，并给出了本论文主要的研究内容。　　 第二章为双流体模型和模型数值求解方法的介绍。这一章详尽地给出了双流体模型的控制方程及其封闭。并且介绍了CFD模拟中空间区域离散化的网格技术和方程的离散化方法。关于离散化方程组的数值求解算法本章主要提到SIMPLE算法和CFX5.7的耦合算法。　　 第三章研究模拟方法和湍流模型对流化床气固流动模拟结果的影响。通过简单矩形射流流化床的模拟，与实验对比发现，采用三维的模拟方法比二维的模拟结果更为准确；采用RNGκ-ε湍流模型比标准κ-ε模型更有利于反映射流流化床中的高速射流等复杂流型。　　 第四章为灰熔聚流化床气化炉内气固流动的冷态模拟。主要探讨了灰熔聚流化床气化炉特殊分布分离结构的不同组成部分对气固流场的作用，和对流化床煤气化过程的影响。研究结果发现：此模型方法可以模拟个特殊分布分离结构下的气固流动，并获得了与冷模实验相近的结果。　　 第五章和第六章为灰熔聚流化床气化炉内煤气化过程的模拟。　　 第五章主要分析热态条件下灰熔聚流化床气化炉内的气固流场，以及气化炉内部的温度分布，气相浓度分布的规律。模拟结果还考察了气化炉内不同区域的反应特性。研究发现：气化炉可以划分为三个主要反应区域，射流区、分布板区、主床层区。三个区域具有不同的反应特性：射流区是部分燃烧反应最主要的区域；二氧化碳气化和水蒸汽气化反应主要发生在分布板区和主床层区。　　 第六章在第五章的基础上分析不同操作条件对灰熔聚流化床气化炉内的气相组成、反应特性的影响规律，指出操作压力相对于其它操作条件对反应速率和气相组成的影响最为强烈。　　 第七章为灰熔聚流化床气化炉内传热传质过程的研究。　　 第八章为工作总结和展望。主要对论文工作进行总结，指出论文中有待进一步深入研究的问题，对灰熔聚流化床气化炉的准确模拟提出合理的建议，说明今后工作的研究方向。