针对我国多煤少油以及煤炭利用效率低的特点,为了高效地综合利用煤炭资源和缓解中国石油进口压力,中国科学院过程工程研究所提出了“煤拔头”工艺的概念。煤炭拔头,旨在常压、中低温、无催化剂和氢气的条件下,用温和热解的方式提取煤中的气体、液体燃料和精细化学品,并借此工艺脱硫脱硝,从而实现油、煤气、热、电的多联产。本文以双流体模型为基础,利用FLUENT软件对煤拔头工艺中试实验台热解系统中的“内置滚筒流化床”进行了数值模拟。主要研究了两相流模型的应用和计算区域的网格划分方法,采用有限容积法离散控制方程,研究了时间步长、松弛因子以及求解器的选择效果;以双欧拉模型及颗粒动力学理论为基础,应用Fluent软件对内置滚筒流化床进行二维模拟,比较有滚筒和无滚筒时床层内的气体流动特性;考察滚筒在床中处于不同高度时和不同初始流化速度对热解的影响,确定进口风速与滚筒在床层中的高度哪一个因素对滚筒周围的固体颗粒浓度影响更大。然后在二维模拟的基础上,提出三维计算模型,详细考察滚筒在流化床处于不同高度时整个床层的气、固流动情况。本文从理论与工程应用相结合的角度出发,对急冷系统中急冷器的设计计算方法进行了初步研究,并提出了一套完整可靠的计算方法,同时也指出了设计中需要进一步研究补充的内容。通过研究急冷系统热负荷的计算方法,得到冷却水的循环量,进而计算出急冷器的喷淋密度、塔径和塔高。本文对煤拔头系统中热解设备和急冷设备的研究,为煤拔头中试实验提供基础,对洁净煤技术的推广有着十分重要的意义。