煤炭作为我国的主要能源,其储量丰富,但大部分为低阶煤。清洁高效地利用低阶煤对我国能源的可持续发展意义重大。“蓄热式电石生产新工艺”作为低阶煤清洁高效利用的创新技术,其以粉状的低阶原煤与生石灰为原料,经过成型成球团,通过预热炉热解处理后送至密闭电石炉中,获得电石,同时获得热解油气。其中,球团的热解过程为该工艺的关键组成部分。本论文研究生石灰的加入及球团性质和操作条件对球团热解过程的影响,对全面认识球团热解过程和优化新工艺有着重要作用。首先,进行了煤与生石灰混合物热重实验和固定床球团热解基础实验,主要考察了氧化钙、升温速率、热解温度和热解时间对煤与生石灰混合物热解过程的影响,同时为热解动力学的建立及球团热解过程综合数学模型提供实验数据。然后,基于热重实验数据,比较了基辛格法动力学模型、Coast-Redfern模型和分布活化能模型对于煤与生石灰混合物热解过程的适用性,最终确定采用基于遗传算法的双分布活化能模型来建立煤与生石灰混合物热解动力学。结果表明,该模型适用于建立煤粉热解动力学。通过动力学分析,发现氧化钙可降低煤粉热解反应活化能,提高煤热解反应速率。最后,针对文献中单个烟煤球团,耦合流动、传热、组分传质模型与热解动力学,建立了球团热解过程综合数学模型,并验证了模型的准确性。然后基于固定床内煤与生石灰混合球团热解实验,建立了适用于煤与生石灰混合球团热解过程的综合数学模型,并用该模型考察了球团性质(包括球团尺寸、球团形状和球团孔隙率)和热解条件(包括热解温度和氮气吹扫速率)对煤与生石灰混合球团脱挥发分过程的影响。发现氮气吹扫速率对煤与生石灰混合球团脱挥发分过程的影响程度大于热解温度的影响程度;在球团性质的影响中,球团形状对脱挥发分的影响最大,球团尺寸的影响其次,球团孔隙率的影响有限,并最终优选尺寸为“a=40、b=29、c=20 mm”的椭球形球团用于热解。