我国能源结构是“富煤、贫油、少气”,煤炭的燃烧带来了严重的环境问题,随着煤气化技术和甲烷化工艺的发展,煤炭气化和合成甲烷技术不仅能够有效解决环境问题,而且能够有效缓解我国天然气依赖进口的问题。本文基于Fluent和Aspen plus软件对两/三段式气化炉煤制甲烷系统进行模拟研究,探究了氧煤比、水煤比和煤粉分配比对气化单元中三段式气化炉气化效果的影响,分析比较了两/三段式气化炉合成甲烷系统（火用）损。首先,通过Fluent软件对目前已投入工业生产的两段式气化炉建立数值模型,模拟出口气体中有效气量误差均在9%,温度等主要参数误差均在4%以内,证明了模型的有效性。将该数值模型应用在三段式气化炉上,结果表明三段式气化炉能够使煤粉颗粒在气化炉的滞留时间提高30%以上,从而使碳转化率提高了2.39%,冷煤气效率提高了7.30%。其次,通过正交分析的方法探究氧煤比、水煤比和煤粉分配比对三段式气化炉气化结果的影响,在该研究范围内,对有效气含量影响为煤粉分配比>水煤比>氧煤比;对碳转化率影响为煤粉分配比>水煤比>氧煤比;对于冷煤气效率影响为氧煤比>水煤比>煤粉分配比。对于有效气含量最有利工况为氧煤比=0.7,水煤比=0.1,煤粉分配比=90%:10%;对于碳转化率最有利工况为氧煤比=0.65,水煤比=0.2,煤粉分配比=90%:10%;对于冷煤气效率最有利工况为氧煤比=0.5,水煤比=0.25,煤粉分配比=80%:20%。通过Aspen plus软件对甲烷化工艺建立数值模型,模拟结果表明出口气体中CH4量误差在1%以内,CH4产量误差在2%以内,证明了模型的有效性。以此模型为核心建立煤制甲烷系统,模拟两/三段式气化炉分别作为气化单元时合成甲烷系统CH4的产量,结果表明:当气化炉处于相同运行工况时,与两段式系统相比,三段式系统产生的CH4摩尔产量提升了8.89%,总（火用）损降低了0.77%,系统（火用）效率提高了9.94%,单位摩尔CH4（火用）损降低了8.87%;当三段式气化炉处于冷煤气效率最大的运行工况时,与两段式系统相比,三段式系统产生的CH4摩尔产量提升了23.28%,总（火用）损降低了21.22%,系统（火用）效率提高了20.51%,单位摩尔CH4（火用）损降低了36.10%。