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高温高压的大规模气流床气化技术代表了煤气化技术的发展方向。煤气化技术向高温高压大处理量的发展，必然要求进行相应条件的煤气化动力学研究。
本文依据煤气化工业的现实需求，展开煤气化动力学进行研究，并着重研究煤焦结构与气化反应的关系，得到如下的研究结果：
(1)氮气和氢气中，气氛压力对煤焦热解的影响不同。在氮气气氛中热解，氮气本身不会与原煤及煤的热解产物发生反应，但是压力的增加会导致热解产物发生二次聚合反应，导致热解煤焦产量增加。在氢气中热解，氢气会在原煤或煤焦上发生加氢反应，压力越高，反应程度越深，会减少煤焦产量，但是，随着压力的增加，热解产物发生二次聚合反应的程度也增加，导致煤焦产量增加。
(2)在氮气中加压热解，二次聚合反应的产物沉积于煤焦颗粒表面，覆盖煤焦颗粒微孔的开孔，导致在气化初期阶段反应气体分子无法进入微孔，降低了气体分子与微孔内部活性表面的接触机会，同时二次聚合反应产物的反应活性很低，导致煤焦的初始气化反应活性降低。随着气化反应的进行，惰性层逐渐被消耗，微孔开口逐渐露出，二次聚合反应的影响逐渐消除。在氢气中加压热解，加氢反应破坏基碳结构而留下活性位，这些活性位在气化过程中更易与气化剂气体分子结合，从而提高了产物煤焦的气化反应活性。
(3)慢速热解所得煤焦的气化反应活性要明显低于相同温度下快速热解所得煤焦。XRD分析结果表明，在相同的热解温度下，慢速热解所得煤焦比快速热解所得煤焦更为有序。
(4)实验研究了970℃～1165℃下，四种煤焦与CO2的气化反应，在相同条件下，四种煤焦气化速率由快到慢的顺序依次是：神府煤焦、忻州煤焦、北宿煤焦、潞安煤焦。煤的变质程度越深，煤焦的反应活性越差，煤中所含灰分里的催化物质对煤焦反应活性影响较大，Na、Ca、K、Fe等元素都有加快煤焦气化速率的作用。对于四种煤焦与CO2的气化反应，分别采用了收缩未反应芯模型、混合模型和随机孔模型进行了反应速率实验数据的拟合，从数据拟合的吻合程度来看，随机孔模型与混合模型比收缩未反应芯模型拟合效果好，与其他两种模型相比，随机孔模型能够表达某些煤焦气化反应过程中出现最大反应速率的现象，这是由于随机孔模型考虑了气固相反应界面在反应过程中的变化，描述了煤焦在气化反应时微孔的发展与坍塌，比其它两种模型更准确、灵活。
(5)煤焦气化过程不仅受到温度，气体浓度、压力等的影响，而且，随着气化反应的进行，煤焦被逐渐消耗，其结构和性质连续变化，煤焦反应性随反应的进行和转化率的提高而不断变化。根据吸附机理结合煤焦结构变化的特点，本文建立了煤焦气化动力学方程，将气化条件(包括气体浓度、压力、温度等)与煤焦结构变化这两方面对气化反应过程的影响分开研究，得到的动力学方程包含了温度、气体分压及转化率对气化反应的影响，可用于煤焦气化过程的分析和计算。实验拟合了神府、北宿、淮南三个中国典型煤种的气化反应动力学方程。
(6)煤焦气化过程伴随着结构的变化，而结构的变化又必然影响煤焦气化反应的速率，因此，研究气化过程中的煤焦结构的变化具有重要意义。限于实验和测量手段的限制，我们无法实际测量煤焦在气化过程中的结构变化。借鉴前人的理论和研究工作，本文建立了模拟计算的模型程序，用二维、三维网络模拟煤焦固体，用网络节点状态的变化模拟气化反应过程，针对气化过程中煤焦固体变化的的特点进行了计算分析，得到了一些初步的结果。计算结果显示，该模型能够定性地表达出煤焦气化的一些特点，特别是，能够研究煤焦颗粒的破碎以及封闭微孔的扩张等用其他手段无法研究的特点。