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大规模高效气流床煤气化技术目前已成为现代煤气化技术的主流。本文在接近气流床气化条件下，研究了不同煤种、不同相态炭化焦和飞灰炭的气化反应特性，主要内容如下：
在热解温度为800-1400℃、慢速和快速热解条件下，采用高温马弗炉、小型快速落下床试验装置制备了淮南煤、贵州煤、蒽油和石油焦的高温热解焦，使用XRD和孔结构及比表面积测试仪等分析手段，对所制备高温热解焦的理化性质进行了研究，取得了一些新的认识：在慢速热解条件下，随热解温度增加，气相和固相炭化焦的比表面积减少，但液相炭化焦的比表面积总体上增加；高热解温度条件下，气相、液相和固相炭化焦的碳微晶体结构向有序化方向发展，气相和液相炭化焦易于石墨化。另外，按一定比例将淮南煤(高灰熔点煤)与神华煤(低灰熔点煤)混合时，发现混煤灰熔点与淮南煤混合比呈线性关系。
在气化温度为950-1400℃范围内，对不同煤种、气相和液相炭化焦的高温CO2气化反应特性进行了研究，结果发现：
①在相同气化温度条件下，不同慢速热解焦的反应活性强弱顺序为：淮南煤焦＜贵州煤焦＜兖州煤焦＜神华煤焦，而不同快速热解焦的反应活性强弱顺序为：贵州煤焦＜淮南煤焦＜兖州煤焦＜神华煤焦；
②淮南和神华混煤焦气化反应性随混合比的增加而降低，但混合比增加到一定值后，混煤焦气化反应性变化不明显；
③当气化温度＜1200℃时，气相炭化焦的气化反应性最好，其次是固相炭化焦，液相炭化焦的气化反应性最差，甚至不及石墨。另外，在气化温度为1000-1300℃范围内，采用固定床试验装置对贵州高温煤焦与CO2、H2O的气化反应特性和动力学进行了研究，发现：高温煤焦/H2O气化反应性优于煤焦/CO2气化。
本文提出了修正随机孔模型，其碳转化率与反应时间关系表达式为：x=1-exp[—kt(a+bkt+k2t2)]，模型参数a、b代表了煤焦孔结构的影响；修正随机孔模型较好地体现了煤焦气化的动力学特征，并适用于不同煤焦的气化反应模拟。虽然程序升温热重法具有实验量少、温度区域较宽、给出的信息多等特点，但用来研究煤焦气化反应动力学存在一定问题。
本文考察了在不同操作条件下的气流床飞灰的理化性质，并利用程序升温热重法对飞灰炭/CO2高温气化反应性进行了研究，结果表明：飞灰的矿物质熔融现象比高温煤焦明显；飞灰含有丰富的中孔及中大孔，但高温煤焦具有较多的微孔；飞灰的碳晶结构不及高温煤焦的规则；飞灰炭的气化反应性优于高温煤焦；脱灰后飞灰炭的反应性变差。