电弧等离子体属低温等离子体中的热等离子体，这种等离子体内部的电子与重粒子温度几乎相等，均达到10~3K～10~4K，因此，不仅温度高，而且含有大量高能活性的粒子，等离子体辅助煤气化过程是一以多种自由基参与为特征的复杂反应体系。为在由清华大学、大连理工大学和我校共同研制开发的、具有中试工业规模的反应装置上研究等离子体辅助煤气化过程的特点，本文从等离子体煤气化影响因素、产物随温度和时间的变化以及不同添加物对产物分布的影响等方面进行了实验。在实验基础上对该过程进行了动力学分析。为了揭示反应器内的温度分布、煤粒的运动特点及反应过程机理和动力学特征，本文进行了计算机模拟。 本文对等离子体辅助煤气化的影响因素进行实验研究，探索出该工艺的最佳工艺参数：供粉速率为150g/min、供气量为18Nm~3/h、等离子体发生器输出功率为100kW、水蒸汽出口压力为0.3MPa。 运用经典的动力学研究方法，首先确定了该过程的基元反应，其次引入线性代数方法——求取系数矩阵的最大线性无关 太原理工大学硕士学位论文组，用线性无关向量来表示线性相关向量，确定了基元反应中线性独立部分，最后对线性独立部分运用稳态近似法对这一反应体系进行了简化。在上述分析和近似基础上，推导了该过程主要产物的速率方程式。 通过对反应器的热量计算，对反应器内难以用常规测温元件检测的一段反应器内的温度进行了推算;应用office 2000中的最小二乘法函数L刀，EsT(known‘y，s，knownJ，s，eonst，stats)对实验数据进行了线性拟合，求得了主要产物总反应的速率方程和速率常数;同时求得了主要产物的生成活化能，玩为68.42kJ/mol，CO为48.482kJ/mol，CO:为14.38kJ/m 01，和常规煤气化报道的相关数据相比偏小，说明了等离子体的介入降低了反应活化能促进了煤气化反应的发生。 由于等离子体煤气化反应的速率方程组是非线性的，本论文应用吉尔算法对这一体系进行了计算机程序模拟，得到了主要产物及其相关自由基的相对含量随时间的变化规律;并且和实验所得结果进行了对比，发现它们能够较好的吻合。 另外，本论文经过外加CaCO3和Cao的实验考查了无机物 (矿物质)对煤气化的影响。发现在等离子体辅助煤气化工艺中也应当是CaO起催化作用为主，CO:还原为辅。