煤作为我国最主要的能源资源,大量使用的同时也造成极大的污染,因此必须提出新型的煤利用技术以提高利用效率及减少污染物排放。作为一种高效无污染的能源,氢气在未来具有广阔的发展前景。本文提出煤化学链气化制氢系统,该系统氢气产量和浓度高,且可实现污染物的近零排放,对缓解能源危机具有巨大吸引力。论文系统总结和分析了国内外有关方面的研究进展,结合所提系统的两个反应器的特点,主要从以下几方面开展了研究:利用HSC Chemistry对影响该系统气化性能的各因素进行计算,发现温度对气化促进作用不明显,而H₂O/C摩尔比的升高对制氢影响最大,CaO/C摩尔比一定程度上有利于制氢。对比了不同煤种气化最佳工况下的制氢效率,在煤中的固定碳均完全反应的理想情况下,煤阶越高,单位重量煤进行化学链气化时,产生的氢气的量和浓度就越高。在常压下也可以得到较高的气化效率。在管式炉上进行了常压气化实验,利用煤气分析仪对气化气成分进行了检测,得到:对于岭南仓烟煤,CaO的增加会促进气化反应的进行,增加氢气的产量。当CaO/C摩尔比在1.5左右时,气化生成H₂最多,之后继续增加CaO会因为减少煤粉同水蒸汽的有效接触面积而抑制反应的进行。低于800℃时,升温会促进热解和气化的进行。高于此温度,由于热解基本完成和CaCO₃形成被抑制,反而不利于气化。挥发分和固定碳共同决定气化氢气的产量。同模拟相比,实验因受具体条件约束,H₂产量较低。利用热重对再生炉中的气化焦的燃烧性能进行了考察,通过比较TG/DTG曲线、着火温度、燃尽温度、活化能等得到:气化温度越低,所制气化焦在燃烧时活性越高,燃烧的越充分,但制取的氢气量也减少;随升温速率增加,煤焦受到的热冲击变大,使其燃烧性能改善;随着燃烧气氛中O₂浓度的增加,气化焦因与更多的氧气充分接触,反应能力提高,提高了煤焦的燃烧活性。