我国低阶煤的储量丰富,以准东煤为代表的低阶煤水分和挥发分含量高,在其直接利用过程中,燃烧或气化的效率较低。根据低阶煤的组成成分和结构特点,先热解提取其中挥发份,再气化燃烧剩余煤焦,实现其梯级转化将有效提高资源的利用率。本文针对低阶煤梯级转化工艺流程中煤焦的气化问题,提出了一种采用卧式旋风炉的气化方法。首先在加压热重上进行了不同压力下的低阶煤煤焦气化实验,实验结果用于对气化动力学模型的修正。用数值模拟软件进行了煤焦的气化模拟,并编程将灰渣沉积流动等子模型与Fluent进行耦合,完善了热态的气化模型。在加压热重进行了不同压力下准东煤煤焦气化实验,结果表明加压能一定程度上提高气化反应速率,但其促进作用存在一个极限值;采用等温法分析了准东煤煤焦气化的动力学,发现其在加压下的二氧化碳气化活性较好,活化能较低。气化炉的冷态模拟结果表明:缩口直径和缩口长度决定着环室回流和中心回流;喷口结构对炉内速度场、压力场、湍流结构有重要影响;喷入煤粉颗粒以后,气相流场的最大速度较单相流动有了明显下降,动量有损失,平均湍流强度有了提升。灰渣沉积流动模型和气化炉热态模型的耦合模拟表明:煤灰颗粒的沉积速率在气化炉中部较大,而在气化炉顶部入口和底部较低;在气化炉中后部渣液流动稳定后,厚度能达到几毫米,流动速度为几毫米每秒;考虑煤焦颗粒在壁面沉积后高温区有所提前,气化炉出口CO2的含量降低;考虑灰渣传热热阻的影响后,壁面总传热热阻明显增大,局部热流密度降低很多;对二氧化碳气化反应的动力学参数用实验值进行修正后,碳转化率有小幅提升,炉内平均温度较修正前略低,一氧化碳的比例有所上升。