煤炭直接液化作为一种洁净煤利用技术不仅可以降低环境污染而且还缓解了石油能源短缺的现状。煤直接液化残渣作为煤直接液化的一种副产品，其高效洁净的利用直接关系到煤直接液化的经济性。残渣高效洁净、规模化利用途径之一是将残渣气化制氢或合成气。而热解又是残渣气化等其他化学过程的第一步，残渣热解产物直接影响了气化过程。现阶段在残渣气化研究中，对残渣快速热解制焦，特别是针对流化床这一特定工况条件下对残渣及半焦气化的基础研究理论还不完善。本论文研究了残渣快速热解特性；残渣及残渣热解半焦的水蒸汽和二氧化碳气化特性；残渣及半焦气化动力学参数；残渣中所含灰份矿物质对残渣气化的催化作用，为开发液化残渣流化床气化提供了基础理论。　　 本文共分为8个章节对残渣进行研究。开篇通过分析煤直接液化技术及煤直接液化残渣热解、气化利用方面的文献资料，阐明煤液化技术的原理和煤液化残渣产出的机理及残渣组成性质，提出了本文的主要研究方向--煤直接液化残渣的气化利用，并根据液化残渣的自身特点选择了流化床气化工艺，并由此确定了论文研究的内容。　　 在煤直接液化残渣的快速热解研究中，讨论了终态热解温度、热解停留时间和煤直接液化残渣颗粒粒度对残渣快速热解的影响。结果表明：随着终态温度提高，快速热解所得半焦产率逐渐降低，焦质变脆，石墨化程度增强，气化反应性减弱；随着反应停留时间的延长，热解产物半焦收率降低，但焦样中孔的数目增多；颗粒粒度也影响着半焦的产率，在较大粒度分布范围内，随着颗粒粒度的减小，半焦产率随之减少。　　 煤直接液化残渣及其热解半焦水蒸汽和CO2气化研究表明：残渣及半焦无论在水蒸汽气氛下还是在CO2气氛下都有良好的气化反应活性，残渣气化随着反应温度的升高和气化剂浓度的增大，气化反应速率增大；残渣半焦在两种气氛下气化反应速率都随着制焦温度的升高和制焦停留时间的延长而降低。通过液化残渣水蒸汽气化和二氧化碳气化对比研究发现：在温度较低时，残渣水蒸汽气化反应明显快于残渣的二氧化碳气化，并且这种变化趋势随着反应温度的升高而减弱。　　 本文运用了经验动力学模型和数学理论分别求导出残渣及热解半焦的水蒸汽气化动力学参数和残渣及热解半焦的二氧化碳气化动力学参数，并与前面实验进行了对比。反应活化能的计算结果证明残渣气化反应速率随着反应温度的升高和气化剂浓度的增大而增大；半焦气化反应速率随着制焦温度的升高和制焦停留时间的延长而降低的结论。　　 残渣所含的灰分矿物质对残渣气化反应影响表明：灰分矿物质改变残渣反应历程，缩短了残渣气化时间，对残渣气化有良好的催化作用。　　 本文最后对整个工作进行总结，并指出有待进一步深入研究的问题。