近零排放煤（ZEC）利用系统是一种先进的洁净煤发电技术,现已部分进入实验研究阶段,虽然各国学者已经对它做了不少研究,但至今仍理论研究不充分,本文立足于ZEC发电系统,重点研究系统中煤加氢气化炉内的煤加氢气化过程和固体氧化物燃料电池两部分。本论文在收集大量文献资料,借鉴和吸收前人研究成果基础上,开展了相关研究,还着重对一些理论问题进行了深入的研究,主要研究内容包括:综合运用化学平衡和热力学平衡对于给定煤种的加氢气化反应建立了通用的热力学数学模型。同时应用FLUENT软件首次对加氢气化炉（200t/d）的炉内流场、速度、温度以及生成气组分进行了全面的数值模拟,预测了气化炉出口的煤气成分、产量等。并利用模型计算分析了煤加氢气化直接生成CH4的过程,主要分析了反应温度、压力以及气化过程中的氢气系数对加氢气化反应的平衡常数和平衡转化率的影响。通过和文献参考资料的相互比对,确认了搭建模型的可靠性。本文同时研究了固体氧化物燃料电池的运行机理及影响因素;应用AspenPlus^TM软件对固体氧化物燃料电池进行了模拟,用测算的方法得到了120kW电池堆所需的燃料、空气和水蒸气的流量;并用FORTRAN模块对电池的发电量、电压和效率进行了计算。测算的输入数据及模拟结果与国外类似系统的试验数据非常接近,说明模拟是成功的。在此基础上,本文又从两个不同的方面对模拟进行了扩展。