传统的电热法生产电石技术存在“高污染、高排放、高能耗”等缺点,故北京化工大学刘振宇等提出了一种氧热法电石生产工艺,同时也提出了不同的反应器设计模型。本文针对年产1万吨电石的中试规模的复合床反应器开展了模型化设计研究,也即,采用散体力学方法验证并考察了两种搅拌式的复合床反应器固体布料器的流动性能,并采用计算流体力学(CFD)模拟考察了反应器密相区颗粒的热解和传热特性；同时针对反应器稀相燃烧区的设计,运用数值模拟方法考察了不同燃烧喷嘴设置下燃烧区的流动特性,据此提出喷嘴设置的优化设计方案。首先,利用离散元法研究了复合床反应器内两种不同桨叶(平桨叶和下压式桨叶)下器内颗粒流动以及布料情况。具体结论如下：(1)在两种搅拌桨叶下颗粒在床层中的速度分布基本一致,靠近搅拌桨叶的下部床层颗粒速度相对较大；上部床层由于颗粒远离桨叶,表现出明显的架桥现象,床层中颗粒速度分布不均匀；(2)平桨叶下颗粒在反应器径向上呈现“中间多,两边少”的布料分布,而下压式桨叶呈现“中间少、两边多”的布料分布;(3)在相同的转速下,采用平桨叶时颗粒在反应器径向上的分布波动比较大,而下压式桨叶布料相对均匀,从相对理想的布料形式来说,下压式桨叶是更可采取的。其次,以复合移动床反应器的移动床段为研究对象,以40mm复合颗粒为电石原料,研究了移动床段从冷态开车到热态运行所需时间及反应器热态运行时器内组分、温度等分布情况。结论如下：(1)通过模拟得到移动床从冷态运行至热态正常运行时,所需时间为1200s,即开车时间至少为1200s;(2)随着时间增加,反应器内流场、温度场、组分分布明显不同。热解初期,反应器内三场分布相对均匀；随着热解时间增加,壁面效应增强,反应器内三场分布均呈现W型分布;(3)随着床层中热解前沿的上移,反应器内可以明显的划分为热解完成区、热解区、未反应区的三段分布状态；(4)随着温度升高,复合颗粒内先后发生水分蒸发、煤热解、氢氧化钙热解,但是各物质在释放过程并没有表现出明显的界限。最后,对复合移动床反应器冷态下的流动建立数学模型,研究不同氧气喷嘴入口位置、入口角度、进气速度对反应器内流动、旋流的影响,选出了适宜的喷嘴设计参数：氧喷嘴入口位于距熔池表面的高度为0.43m、入射角度为150、进气速度为80m/s。