我国是世界上最大的焦炭生产、消费和出口国，每年由焦化生产直接放散或放空燃烧的焦炉煤气约145亿立方米，极大地浪费了资源也污染了环境，同时，由于焦炉煤气属于高含氢、中热值燃料，燃烧不稳定，易爆燃、不安全，利用较为困难，本文采用化学链燃烧技术进行焦炉煤气的燃烧，即可有效地利用焦炉煤气，提高燃烧效率，又能回收二氧化碳，根除NOX的污染，因此对焦炉煤气的化学链燃烧技术进行研究，意义重大。首先，本文在热重分析仪上模拟了化学链燃烧进行载氧剂与焦炉煤气和空气的还原氧化反应。对四种铜铁基载氧剂进行了筛选，分别研究了活性组分、反应温度、循环次数、积碳现象对载氧剂的影响：并借助成分分析、微观形貌分析和比表面积孔隙容积的测定等辅助手段对载氧剂进行了综合性能表征。研究结果表明：随着活性组分中氧化铜比例和反应温度的提高以及循环次数的增加，载氧剂的反应活性增强，但是活性组分氧化铜比例和反应温度同时提高又是矛盾的，因为铜基载氧剂在高温下容易烧结；同时也发现铜铁基载氧剂与焦炉煤气进行还原反应时没有碳沉积现象出现；此外，载氧剂获得晶格氧的能力比失去晶格氧的能力更强。最后通过性能表征确定铜铁基混合载氧剂（即氧化铜占活性组分质量分数的25%，其余活性组分为三氧化二铁）综合性能最佳。其次，本文选择在热重反应器上确定的铜铁基混合型载氧剂在化学链燃烧实验台上进行了焦炉煤气的连续燃烧运行实验。实验研究结果表明：随着燃料反应器气流速度和反应温度的提高，焦炉煤气的转化率逐渐增加，在900℃，燃料气速为12cm/s时焦炉煤气的转化率达到92.33%；反应温度最好控制在850~900℃范围内，燃料气流化速度在9~15cm/s内为系统运行的最佳工况；同时载氧剂的综合性能并没有发生明显变化，没有出现烧结现象，证实这种载氧剂是焦炉煤气化学链燃烧的合适载氧剂。最后，提出了针对焦炉煤气的化学链燃烧技术的工程化应用设想，利用Aspen　Plus软件对传统焦炉煤气燃烧的透平做功流程和化学链燃烧的透平做功流程的火用效率分别进行了模拟计算和分析，结果表明：焦炉煤气传统燃烧的透平做功流程的火用效率为28.35%，化学链燃烧的透平做功流程的火用效率为32.74%，如果在传统的燃烧系统中再考虑CO2的分离工艺，那么，焦炉煤气化学链燃烧系统的总火用效率将会比传统燃烧透平做功系统高12~15%。