煤是一种非常重要的化石能源，尤其我国“缺油、少气、富煤”，煤的消耗量很大，而所消耗的煤中高达70%的比例直接用于燃烧，造成极大浪费，如何最大程度的合理利用煤资源成为一个无法忽视的问题。对此，人们提出了将煤分级转化以制备多种化工产品，其中包含以煤焦为原料制备电石的氧热法电石生产工艺。相比传统方法，该方法无论在能耗还是在排放方面都有很大幅度改善，应用前景乐观，为此，有必要设计研究适用于氧热法电石生产的反应器。本论文依次从影响反应器性能的内因——反应化学和外因——反应器流动、传热和传质性能方面进行研究，以期为氧热法的工业应用提供参考。首先，从热力学角度研究了电石合成吸热反应和富氧燃烧放热反应耦合化学反应体系的适宜的反应工艺条件以及热平衡和物料匹配。可知：（1）焦炭和氧化钙可能路径是由CaO+3C→CaC₂+CO一步生成电石。（2）不同比例进料对应不同的吸热和放热反应平衡。温度的升高或压强的降低，均有利于提高电石转化率；电石若进一步发生CaC₂+2CaO＝3Ca+2CO副反应，温度升高则该副反应的转化率将先升后降，在较低温度区间（低于2100℃）时，压力升高则转化率下降。为避免目的产物生成后又发生副反应消耗掉，同时避免CaC₂与CaO过度共熔而影响产品纯度，进料C宜大大过量，以2400℃为例，1molCaO宜匹配至少7.28molC。（3）通过热匹配计算可知，对电石产品的纯度要求和物料处理量两方面因素共同决定碳燃烧反应匹配量条件及匹配量。从热力学角度考察，将电石合成与燃烧供热相耦合的氧热法是可行的。然后，在外因方面，考虑反应体系特性，选择反应器构型——气流床反应器并进行初步设计，用FLUENT软件以CFD模拟方法研究了床中的传递和反应特性。结果表明：（1）反应器内压力分布均匀，且压降低。（2）气体沿反应器壁面向上运动，在中心轴线附近存在向下回流，产量加大将使反应段气流湍动加剧，扩大段和预热段的中心回流则明显减弱。（3）炭粉燃烧供热可达到反应温度，保证反应正常进行。而随着产量增大，温度将升高且升高速率将逐渐放缓。（4）固体进料颗粒粒度最小为100μm，两种粉料进入反应器后，不能均匀混合，应在进入反应器之前进行预混。两种粉料以特定的粒径匹配可实现同步沉降，提升反应和传递性能。由于颗粒粒度小且含载率低，气固相间在预热区段可达热平衡。最后，本文为考察其它类型反应器在氧热法电石生产中的适用性，提出并初步设计了以淤浆鼓泡床反应器为原型的新型反应器并建立数学模型对其进行研究，采用MATLAB软件编程求解，研究表明：淤浆鼓泡床反应器的反应性能良好，且操作范围内物料恰好完全处于熔融态。产物浓度和反应转化率随着轴向床高增加而单调增加，其极限浓度约为50mol/L，此时不能通过增加反应器内留存电石留存液高度来提高转化率。