据观测资料分析表明，全球变暖趋势进一步持续，控制和减少电厂二氧化碳排放是我国减排的一个重要着手点。已有学者提出新型二氧化碳捕集技术--化学链燃烧(CLC)技术。经众多学者的研究证实，该方法燃烧效率高，且二氧化碳捕集效果很好。
　　本文针对煤直接化学链燃烧存在的问题，提出一种新型化学链燃烧装置。该装置特点为，将固体燃料的气化和载氧体的被还原按照两阶段，一体化的方式进行。为深入了解此装置的运行特点，本文采用CPFD计算方法分别对空气反应器(AR)和燃料反应器(FR)进行冷态数值模拟。
　　首先，AR反应区内在高度方向上的压降随风速的增加趋于均匀，而提升管的压降随风速的增加一直增加。AR反应区的颗粒浓度在高度方向上呈现典型的上稀下浓的状态，稳定时床层径向上呈现明显的环核结构。当风速较高时，下部中心处的颗粒浓度开始向上浓下稀转变。通过比较不同风速时不同高度截面上颗粒速度分布情况，发现风速为3.5m/s时颗粒速度适中，此时不同高度处的颗粒浓度分布比较均匀，有利于边壁换热与反应的进行。
　　随着AR的初始床料量增加，出口的物料流率与提升管部分的压降均能稳定增加，但AR反应区的压降增幅先增大后减小。通过比较不同的AR出口结构的磨损情况，选取直角平头弯管结构，此时磨损程度最小。增加风速与床料量均会增加磨损程度，实验中还应考虑单个颗粒的质量，运行时长，方案设计等方面。
　　通过对FR的数值模拟研究，发现FR在运行过程中具有良好的对称性和稳定性。稳定运行时，压力变化主要集中在颗粒浓度较大的腔室下部以及返料阀和立管中。流化风流经布风板会加速，以此作为动力流化颗粒，在旋风分离器进口、斜管内部的气流速度也较大，且流向单一，未发生反串，有利于颗粒的分离与运输。腔体内颗粒速度较低，符合典型的鼓泡状态，且立管与返料阀内颗粒的流动方向一致，物料传递通畅，没有气流反串。
　　通过对返料阀底风的研究，指出应保持较小的松动风，以调节返料风为主，控制返料流率。当FR流化风增加时，加热室腔体内压力增加，此时应减小松动风，增加返料风。当进料流率发生变化时，应遵循的原则是保证立管内物料适中，优先使用松动风调整立管中物料，最后调整返料风得到合适的返料流率。