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高密度循环流化床粉煤加压气化技术可以适应我国储量丰富的低阶煤（高硫、高灰、高灰熔点），满足IGCC对煤气化子系统的工艺要求。掌握高密度循环流化床的运行特性对IGCC的发展非常重要。返料阀作为循环流化床的重要组成部分之一，其返料特性直接关系到系统的安全稳定运行。本文将对返料阀的几何特征参数进行研究。本文在高密度循环流化床冷态试验台（Ф0.219×7m）上，以空气为流化介质，石英砂为循环物料，对不同结构尺寸的L阀、J阀、U阀，分别研究了配气方式、充气口的直径、高度、阀体直径、水平通道高度和溢流口高度等因素对返料流率、系统稳定性和阀体阻力的影响。通过正交试验，得到了L阀、J阀充气口直径和高度的最佳组合方案。本文主要取得以下成果：（1）L阀配合充气时，增大Ⅱ类充气口的气体流量是增大L阀返料能力的关键因素，且可作为减小阀体阻力的有效手段；当增大Ⅰ类充气口的气体流量时系统运行较稳定；不同的充气口直径和高度对返料流率M、反映稳定性的RSD和阀体阻力△P的影响不同；试验中最大的M为453.3kg/m2s，对应的GS为232.3kg/m2s，实现高密度运行，且在高密度条件下，随着GS的增大，返料能力越来越小，高密度运行时的△P普遍比低密度运行时的大；试验以M、RSD和△P为考察指标进行正交试验，得到了几何尺寸的最优组合方案。（2）J阀J阀返料能力主要由Ⅰ类充气口的充气量决定，且充气量越大，返料能力越强；阀体阻力主要由Ⅱ类充气口的充气量决定，且充气量越大，阻力越小；当Ⅰ类充气口的充气量增大时系统运行较稳定；不同的充气口直径和高度对M、RSD和△P的影响不同；而当阀体管径为219mm时，J阀三方面的返料特性都较好；与L阀相比，J阀的返料能力较小，△P较大；试验中返料流率M的最大值为369kg/m2s，循环流率GS的最大值为214.5kg/m2s，较难实现高密度的运行条件；试验以M、RSD和△P为考察指标进行正交试验，得到了J阀几何尺寸的最优组合方案。（3）U阀松动风对返料流率的调节作用较流化风灵敏；当溢流口高度与立管直径之比h2/D0为1.19，水平孔口高度与立管直径之比h1/D0在0.48到0.76时，U阀调节特性较好；当h1/D0为0.76时，h2/D0取1.19，返料流率M达到最大值；当h1增大h2减小，水平孔口的上边缘与溢流口下边缘之间的距离接近到一定程度时，U阀阻力明显减小，易出现不稳定运行现象。