本文以化学热回收两段组合式煤气化炉为研究对象,开展了热模实验研究,借助CFD模拟软件建立了气化炉的三维数值模型,考察了一段高温气体在二段模拟固定床中的压力、流场、温度以及气体组分分布情况。在热模实验装置上,考察了瓷球作为热载体的床层传热过程,结果表明随着床层高度的增加,二段的升温速率减缓,床层区域的蓄热效果显著,当床层高度为150mm和200mm时,变换反应的进行致使二段出口气氛的变化显著。同时考察了以内蒙褐煤为原料,KNO3和Ca(NO3)2的添加对于二段气化反应的影响。研究结果表明,KNO3和Ca(NO3)2的添加均能促进二段气化反应,并且KNO3催化效果优于Ca(N03)2. Ca(NO3)2在二段反应前60min能够保持较好的催化效果,而KN03在较长的反应时间内均能够保持催化效果。随着Ca(NO3)2添加量的增加,二段气化反应性越好,当Ca添加量大于5%时,能显著地体现其对二段气化反应的促进作用。基于非预混PDF燃烧模型和多孔介质模型,考察了二段固定床层对于一段高温气体流动和组分的影响,模拟结果发现在二段床层处压力呈现明显的下降变化,并且压降随床层高度呈线性变化。一段高温混合气体以平推流的形式通过二段床层,在床层中的流动比较平缓,在床层的近壁面处,气体流线发生了歪曲,形成了类似实际固定床中“边壁效应”的现象。在二段床层上方自由空间内,近壁面处温度下降较二段床层内更为明显。在二段床层区域中,温度在径向分布更为均匀。当来自一段的高温气体流通二段固定床上层时,气体组分会发生一定的变化,水蒸气变换反应会向正反应方向进行,C02和H2的浓度出现一定的提升。