当今社会环境污染问题已经成为世界各国持续关注的焦点,煤炭在我国的能源消费中还将长期占据较高比例,因此大力发展煤炭清洁利用及转化技术是我国能源发展的必由之路。本研究根据宁东基地某厂在用2000 t/d GSP粉煤气化工艺,使用数值模拟方法,对所用气化用煤的气化过程和脱挥发分模型的优化进行了研究。依据气化炉几何结构和尺寸数据,建立了工业规模的气化炉三维模型。由于几何模型的对称性,取炉体的1/4作为模拟计算对象,利用ICEM CFD软件划分为结构化六面体网格。采用ANSYS/Fluent软件,利用宁东基地某厂气化用煤煤质分析基础数据及实际运行操作条件,使用欧拉-拉格朗日方法模拟气固两相流流动,气相湍流采用Realizable k-ε模型,煤粉颗粒采用DPM方法进行模拟,气固两相之间的辐射传热使用P1模型,化学反应、化学反应与湍流耦合作用分别使用组分输运模型和涡耗散概念(EDC)模型,脱挥发分模型使用两步竞争反应模型,对GSP气化过程进行了数值模拟。模拟结果显示炉内速度流场分为外回流区、旋转射流区、内回流区和管流区,沿气化炉高度(h),反应生成的H2及CO的摩尔分数逐步升至最高,分别为22.6%和66.3%,而1炉内温度则先上升后下降至稳定,在h=1.2m时达最高温2700 K。同时,鉴于Fluent软件默认的脱挥发分模型动力学参数并不能满足所有的煤种,本研究针对宁东某工厂气化用煤进行了脱挥发分模型动力学参数优化研究,并用所得动力学参数对煤气化过程进行了模拟。气化炉出口H2摩尔分数随着升温速率的升高而增加,分别为22.0%,22.5%和22.6%;CO摩尔分数分别为67.6%,66.0%和66.2%。通过改变动力学参数对脱挥发分模型优化发现:不同的升温速率得到的动力学参数对气化炉内组分和温度分布影响明显,因此可以通过改变升温速率的方式对煤气化过程中脱挥发分模型进一步探究,使脱挥发分模型参数更加接近实际工况,从而指导企业实际生产。