能源的高效利用以及发展可再生能源,已经成为当今世界的发展趋势。热化学转化技术是生产清洁能源的有效途径,其中煤气化是现代煤化工的核心技术。而且我国太阳能资源丰富,分布广泛,将太阳能与煤气化过程结合,可将太阳能储存到化学能当中,克服了太阳能密度低、波动性大的特性,既减少化石能源的消耗,又拓宽了太阳能的利用途径。本文设计并制作了一种管式反应器和固定床相结合的新型上吸管式煤气化反应器。在反应管内,高温上升的合成气和下落的煤粉形成对流,不但增加了反应管内部的扰动作用,还对煤粉进行预加热,促进了煤粉在下落过程中的热解,进而促进后续的气化反应。基于研制的反应器,利用7kW高通量太阳能模拟器开展煤气化试验研究。阐述了设计工况实验组整个实验过程的运行情况,分析了进入反应器的辐射能量分布情况,反应管内部以及管壁的温度变化情况,以及合成气各组分随时间的生成情况。进一步分析了温度、水煤比、给煤速率、载气N2流量和多孔陶瓷高度等实验参数变量对合成气组分和产率的影响,以及对碳转化率、能量升级因子和太阳能转化率三个气化指标的影响。结果表明:温度升高或者多孔陶瓷高度增加,三个气化指标都有所提高,但是随着载气N2流量的增加,对气化反应有抑制作用,三个指标都有所减少。水煤比增加时,碳转化率逐渐提高至70.89%,太阳能转化率有所提高。给煤速率增加时,碳转化率有所减少,太阳能转化率逐渐提高至23.30%。最后,对比了上吸式和下吸式两种不同配置的反应器对煤气化实验的影响。结果表明,上吸式反应器的热解区温度远大于下吸式反应器的热解区温度,煤粉下落过程中会产生更多高活性焦炭,促进了后续的气化反应,其合成气总摩尔产率较下吸式反应器增加22.98mmol/min,碳转化率提高12.97%,太阳能转化率提高3.54%。