多喷嘴对置式气流床水煤浆气化技术是煤炭清洁高效利用的关键技术。气流床水煤浆气化过程中水煤浆气流式热态雾化以及不同空间区域高温颗粒群热态行为均与气化炉平稳运行及气化效率密切相关,因此亟需深入系统研究气化炉内水煤浆气流式热态雾化特性及高温颗粒群热态行为规律。基于实验室规模多喷嘴对置式气流床水煤浆气化热态实验平台,采用优化的可视化成像系统针对气化炉内水煤浆气流式热态雾化特性、水煤浆雾化过程颗粒运动行为特性以及喷嘴平面以下高温颗粒热态行为展开实验探究。（1）为深入掌握气化炉内水煤浆气流式热态雾化特性规律,采用优化的可视化成像系统采集气化炉热态运行时水煤浆气流式热态雾化过程图像序列。基于水煤浆冷态雾化研究结果和形态学分类法,结合水煤浆气流式热态雾化行为特征,针对气化炉内水煤浆初次雾化及二次雾化模式展开了详细的探讨和分类;运用图像处理方法获取了水煤浆气流式热态雾化过程雾化角及射流破碎长度;结合统计分析方法针对水煤浆气流式热态雾化过程统计区域内颗粒粒度分布进行了详细的分析;探讨了氧气-水煤浆相对速度对水煤浆气流式热态雾化特性的影响。结果表明,气化炉内水煤浆初次雾化模式可划分为雷利型雾化模式和超级脉动型雾化模式两类,且高度依赖于氧气-水煤浆相对速度;雷利型雾化模式雾化效率较低。气化炉内水煤浆二次雾化模式可划分为变形模式、拉伸破碎雾化模式、剪切破碎雾化模式和协同雾化模式;相较于冷态实验,气化炉内水煤浆剪切破碎雾化模式存在爆燃现象。统计分析表明,随着氧气-水煤浆相对速度的增加,小尺寸煤浆颗粒分布逐渐增加,大尺寸煤浆颗粒分布逐渐减小,且雾化角和射流破碎长度逐渐降低。（2）运用优化的径向可视化成像系统研究了三种氧碳比热态运行工况下水煤浆气流式热态雾化过程射流区和非射流区中颗粒运动行为特性。基于采集的水煤浆雾化颗粒运动行为图像序列,根据颗粒运动行为特征对颗粒运动行为模式进行详细讨论及划分;运用颗粒追踪算法和统计分析方法获取了水煤浆雾化过程颗粒运动轨迹及颗粒粒度分布,并进一步分析了颗粒运动速度及角度,初步实现了气化炉内颗粒轨迹追踪;分析了射流区及非射流区颗粒运动轨迹分布特性。水煤浆气流式热态雾化过程煤浆颗粒轨迹表明,射流区中煤浆颗粒为简单直线运动,非射流区中煤浆颗粒呈现不规则运动且分布不均匀。射流区和非射流区中煤浆颗粒运动行为决定因素不同。射流区中煤浆颗粒运动行为可划分为三种模式,分别为旋转、变形和破碎。射流区及非射流区颗粒运动轨迹统计分析表明,三种氧碳比热态运行工况下,非射流区中煤浆颗粒轨迹占比均大于射流区中煤浆颗粒轨迹占比;随着氧碳比的增加,分布于射流区中煤浆颗粒轨迹比例逐渐降低。（3）为实现气化炉内喷嘴平面以下空间区域高温颗粒热态行为深入探究,将实验室规模多喷嘴对置式气流床气化炉水煤浆气化热态实验平台进行改造。运用两套径向可视化成像系统分别用于采集气化炉喷嘴平面以下射流回流区和撞击流股区颗粒演化过程图像序列;采用图像后处理算法和统计分析方法针对喷嘴平面以下空间区域高温颗粒群的颗粒速度分布、颗粒粒度分布及颗粒空间分布特性和单煤颗粒的挥发分火焰面积和形态演化特性展开了详细的分析和讨论。颗粒轨迹分布表明,射流回流区和撞击流股区中的大部分颗粒均沿气化炉轴向向下运动,射流回流区中部分颗粒受高速气流卷吸作用斜向上运动。统计分析表明,射流回流区和撞击流股区中颗粒运动速度大多分布于0-2m/s区间范围内,撞击流股区颗粒平均速度略大于射流回流区中颗粒平均速度。射流回流区和撞击流股区不同轴向区域中颗粒粒径主要分布于225-475μm区间范围,撞击流股区中颗粒SMD和颗粒浓度更小,射流回流区中颗粒空间分布更加均匀。随颗粒沿气化炉轴向向下运动过程中,撞击流股区中颗粒出现频率增加。单煤颗粒挥发分火焰形态呈现为两种形式,分别为扩散火焰和分离火焰;挥发分火焰面积随煤颗粒粒径增大而逐渐增加。