Побудовано математичні моделі еволюції стану стаціонарного і нестаціонарного щільного шару дисперсного матеріалу з урахуванням теплообміну і хімічного реагування. Розглянуто загальний випадок, коли ефективна швидкість гетерогенних реакцій залежить як від хімічної кінетики, так і від дифузії газоподібного реагенту. Наведені приклади числових результатів стосовно до процесу термохімічної переробки вуглевмісних відходів.