焦炉是焦化工艺过程主要的炼焦设备，是一个复杂的热工设备。焦化过程是涉及传热传质的热工过程。过去人们研究焦化过程是通过对实际焦炉或者试验焦炉的工业生产模拟和物理试验模型测试来实现，这种研究方法繁杂，有时也难以达到泛化性和优化性目的。人们通过建立相关的数学模拟模型，用数值模拟方法模化焦化过程可以很大程度地满足研究要求。因此对焦炉生产过程进行深入的研究和数值模拟，具有现实意义和实用价值。本文以JNDK55-05型焦炉炭化室为研究对象，认为炭化室内部是一个非稳态的传热传质过程。运用CFD方法进行数值模拟，建立焦炉炭化室热过程模型。模型是基于炼焦过程的传热过程进行计算的，并且综合考虑煤的热解、荒煤气的生成和流动、煤料孔隙率变化等复杂因素，较好地模拟焦煤饼在不同操作工艺条件下的温度场变化和挥发分析出情况。同时本文根据不同的装炉煤堆密度，水分含量，初始温度，分别进行了模拟计算和定量分析。模拟的计算结果表明，采用装炉煤密实，调湿，预热工艺可以有效地提高生产效率。本文根据质量守恒原理和对煤热解过程的分析结论，建立了焦化产物产量预测模型，模型中认为煤的热解为一级平行反应，不考虑煤的二次热解。模型的计算结果与试验数据比较误差较小，可以较好的预测煤的热解产物产量。本文所做的研究工作，可为焦炉的设计和生产操作、焦炉计算机控制等提供一定的理论基础。