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气化反应是煤气化过程中的速率控制步骤，而煤气化动力学是煤气化技术的基础，掌握各种因素对煤气化反应的影响并建立合适的动力学模型，精确预测煤气化反应速率，对煤气化技术的发展具有重要的意义。由于气化炉种类较多，煤种、气化温度各不相同、粒径分布广，因此表观动力学的研究对气化炉的设计和运行具有指导作用。本论文的研究目的是掌握粒径对典型煤种气化反应特性的影响，探讨气化反应控制转变为内扩散控制的条件，提出适用的气化反应动力学模型，为开发新型高效气化技术提供理论依据。 本文以不同粒径煤焦为研究对象，重点研究粒径对煤焦CO2气化反应的影响。首先考察了煤焦CO2气化反应特性与影响气化反应的因素，探究了不同煤焦适用的动力学模型，然后定性分析了粒径对气化反应的影响与化学反应向内扩散控制的转变温度，最后定量分析了内扩散对气化反应的影响。主要得出以下结论: (1)考察了不同煤焦CO2气化反应活性。随煤阶升高，煤的气化反应活性越低。灰分含量和灰分组成、孔结构以及石墨化程度对煤焦的气化反应活性都有影响，其中石墨化程度的影响最大。运用均相模型、修正均相模型、缩核模型和随机孔模型预测气化反应过程，发现宁夏、神木、孙家壕和晋城煤焦的气化反应实验数据通过随机孔模型拟合效果最好，而霍林河煤焦通过修正均相模型拟合效果最好。动力学参数表明煤焦CO2气化反应从化学控制区向内扩散控制区的转折温度与煤焦的气化反应活性有关，反应活性越高转折温度越低。 (2)研究了粒径对煤焦CO2气化反应的影响，用混合模型对煤焦CO2的气化反应进行了分析。粒径是影响气化反应的主要因素之一，随粒径增加煤焦反应速率下降。不同粒径煤焦气化反应的Arrhenius曲线和数据表明，随温度升高，Arrhenius曲线发生转折，内扩散已经严重影响煤焦气化反应，此反应处于过渡控制区。粒径越大，内扩散开始影响气化反应的温度越低。 (3)研究了内扩散对煤焦CO2气化反应的影响。随着粒径和气化温度的增加，Thiele模数不断变大，内扩散效率因子逐渐降低，表明内扩散阻力增加，内扩散对气化反应的影响逐渐加强。通过比较模型计算与实测内扩散效率因子，发现计算内扩散效率因子能评估内扩散对初始气化反应速率的影响。在气化反应过程中，内扩散效率因子的计算值与实验值变化趋势不同。通过实验值与计算模型的结合，得出了煤焦气化反应过程中不同转化率下ε/τ（孔隙率与曲折因子的比值）的变化趋势，表明煤焦结构随着气化反应不断演变，影响了内扩散阻力的大小。