随着我国经济的高速增长,能源短缺已成为限制我国经济进一步发展的瓶颈,如何提高我国的能源效率,以解决我国能源短缺和环境污染问题,成为我国面临的首要问题。钢铁工业是国家经济发展的主要基础产业,同时也是高能耗、高污染的产业。其中炼铁工序的能耗约占整个钢铁综合能耗的60%,并且该比值呈现了逐年上升的趋势,钢铁企业能耗的降低越来越受到炼铁工序的制约。尽管随着TRT、CDQ等一系列技术的普遍使用,炼铁工序的能耗有所改善,但钢铁企业熔渣所含的高温显热仍没得到的有效回收利用,随着我国节能减排形势的日益严峻,如何高效高品位的回收冶金熔渣的高温显热已成为亟待解决的问题。本文从我国的能源形势、钢铁企业炼铁领域余热余能的利用情况以及我国的节能减排的现状出发,兼顾我国煤气化技术的发展,紧密围绕钢铁企业高温熔渣余热余能的回收利用以及钢铁企业可持续发展的客观要求,提出了利用冶金炉渣进行煤气化的技术路线,并开展了相关的基础研究,研究结果如下：(1)本文提出了冶金熔渣煤气化系统,为了实现对高温熔渣的能量的梯级回收利用,该系统主要分为三个部分：熔渣气化炉(液态热载体气化炉)、二次气化炉(颗粒热载体气化炉)和余热锅炉(固水换热锅炉)。熔渣气化炉、二次气化炉及余热锅炉利用熔渣的温度分别范围为1773-1573K、1573K-1073K及1073K-473K。(2)利用综合热分析仪采用程序升温法对担载高炉渣情况下煤热解特性进行了研究,验证了高炉渣在一定程度上可提高煤热解的活性,并对其相关的动力学参数进行了求解,推算其机理函数。(3)利用综合热分析仪,采用等温恒重和程序升温两种技术对担载高炉渣下煤焦气化反应活性进行了研究,根据气化实验所得的煤焦失重曲线,对高炉渣添加量、煤种、升温速率、高炉渣化学成分以及气化反应温度等因素对气化反应的影响进行了分析,以了解担载高炉渣下煤焦气化过程中基本的变化规律。(4)根据综合热分析仪程序升温法所得的实验数据,以现有的气-固反应机理函数为基础,结合Li Chung-Hsiung积分法,根据不同的气固反应机制函数的拟合线性程度来判断担载高炉渣情况下煤焦-CO2反应机理函数,并利用Satava-Sestak积分法对反应动力学参数进行求算,由此建立了担载高炉渣情况下煤焦的气化反应动力学机理模型,以期为进一步的理论研究提供参考依据。(5)自行设计并搭建的一套小型的高炉熔渣煤气化实验装置,并对熔渣煤气化反应特性进行了深入的研究,得出以下结论：高炉熔渣煤气化系统对煤种有广泛的适应性,大同煤、沈南煤在该系统中都有较高的碳转化率和反应速率,尤其作为高灰分、低固定碳含量为代表的沈南煤,其在该反应系统中气化反应性较强,反应速率、所产煤气的热值与优质的大同烟煤相差不大；不同粒径的煤样在相同条件下反应所得气化指标相差不大,这说明此系统对于煤粉的粒度有较强的适应性；气化反应温度对熔渣气化反应影响显著,温度升高在一定程度上有利于提高碳的转化率和气化效率,对于该系统,温度存在一个最优值为1623K；气化剂作为载气将煤粉吹入反应器内,对于反应器内的流场和煤粉颗粒起到了扰动作用,并直接影响了煤粉颗粒在反应器内的停留时间,其对于熔渣煤气化反应影响十分显著,在所研究实验工况下,气化剂的流量存在一个最适宜值为0.14m3/h；通过研究气煤比对熔渣气化反应的影响可知,随着气煤比的增加,煤气组分中cO浓度呈现下降的趋势,H2浓度呈现先升高而后下降的趋势,煤气中的CO/H2体积比随着气煤比的增加呈现先下降而后升高的趋势。