我国是以煤炭为主要能源的国家,随着中国能源安全问题日益严峻,煤化工己成为社会关注的热点并得到快速发展。近年来人们环保意识的强化要求企业大力开发煤炭清洁有效利用工艺。煤气化是煤化工清洁生产的核心工艺,寻求合适的煤气化工艺是解决我国能源问题的有效手段之一。为此,本文以煤气化工艺为对象,对其工艺流程模拟、系统能量衡算和有效能分析等问题进行了研究,构建煤气化工艺流程系统分析和设计的基本框架。　　 首先,针对固定床煤气化过程反应温度相对较低、反应产物复杂的特点,采用带FORTRAN气化动力学子程序的串联全混流反应器来代替Gibbs反应器,建立了基于ASPEN PLUS的固定床煤气化模型,结果表明该模型的模拟结果与实际固定床煤气化的运行数据吻合较好。并在该模型的基础上研究了串联釜数对碳转化率及出口温度的影响,研究得出随着釜数的增加,碳转化率和出口温度均更加接近于实际数据;在保证模拟精度的前提下,较少的釜数有利于减少计算量。　　 然后,在基于Gibbs自由能最小化平衡模型的基础上增加平衡温距,用于实现煤气化气流床工艺流程的模拟。并将两种典型的气流床气化炉——Texaco水煤浆气化炉和Shell煤粉气化炉的工业数据对修正的平衡模型进行验证,结果表明该模型的模拟结果与实际工业数据吻合较好。并利用该模型考察了不同气化炉平衡温度选取对模拟结果的影响,以及重要操作参数——如氧气煤比和蒸汽煤比(水煤浆浓度)对气化炉出口温度和出口煤气组成的影响。　　 最后,针对不同煤气化工艺在ASPEN PLUS平台上的模拟结果,对各气化工艺进行系统能量衡算和有效能分析,识别各气化工艺系统中能量和有效能损失最大的环节及其原因,对比不同煤气化工艺流程的能量损失和有效能效率。结果表明固定床气化炉的有效能效率最高,Shell粉煤气化炉次之,Texaco水煤浆气化炉最低。