生物质作为可再生替代能源,已成为继煤炭、石油和天然气之后的第四大能源。通过燃烧,气化和热解等方法,生物质可转化为生物燃料,气体和化学物质。在这些途径中,气化因其高效率、低污染等原因已被视为最有效的生物质转化技术之一。本文在欧拉-拉格朗日理论框架下,采用适用于气固两相反应流动的多相流体质点网格法（Multiphase Particle-In-Cell,MP-PIC）方法,并耦合了热解模型、焦炭转化模型、均相/异相反应模型等模型,对生物质气化密相流化系统内的气固流动、传热传质、化学反应等进行了研究。第一部分:采用多相流体网格质点法（MP-PIC）方法对喷动流化床开展了全三维数值模拟,研究了床高、水蒸气/生物质比、床温、粒径对气化性能的影响。其次,对喷动流化床内宏观气固流动特性以及颗粒输运特性（颗粒停留时间、颗粒雷诺数、滑移速度、温度和通量等）进行了分析。其研究表明:生物质颗粒在三个区域都具有比床料更大的雷诺数和滑移速度,沙子和生物质在喷动区域的最大雷诺数约为1.3和9.4,最大的滑移速度为0.72m·s-1和1.17m·s-1。整个气相在喷动区域、环隙边界区域、喷泉区域的导热系数为0.09(J·（s·m·k）-1)、0.12(J·（s·m·k）-1)、0.16(J·（s·m·k）-1)。喷动区域、环隙区域和喷泉区域中气相平均密度分别0.21kg·m-3、0.196kg·m-3和0.12kg·m-3。喷动区域、环隙区域和喷泉区域的平均粘度分别为3.97×10-5(kg·（m·s）-1)、3.68×10-5(kg·（m·s）-1)、3.34×10-5(kg·（m·s）-1)。喷口区域、环隙区域和喷泉区域的平均比热容值分别为1928.7(J·kg-1·k-1)、2356.8(J·kg-1·k-1)和2376.1(J·kg-1·k-1)。生物质和沙子在喷口区域、环隙边界区域、喷泉区域的传热系数分别为102.4(W·（m2·k）-1)、75.2(W·（m2·k）-1)、101.7(W·（m2·k）-1),117.4(W·（m2·k）-1)、64.4(W·（m2·k）-1)、131.5(W·（m2·k）-1)。第二部分:开展了实验室尺度的双体流化床的全三维数值模拟,对流化床的宏观气固流动特性以及颗粒运动特性（颗粒雷诺数、滑移速度、颗粒温度、颗粒通量等）进行了探究。首先对多相流体质点网格法（MP-PIC）方法进行了模型验证,进而研究了生物质流量、水蒸气/生物质比对气化性能的影响。随之,研究了操作参数对双体流化床的主要部件气化炉和燃烧室内固相传热系数的影响。其研究表明:在数值模拟允许的范围内,双体流化床出口处获得的干燥无N2的合成气由37.5%H2、25.5%CO、21%CO2、16%CH4组成。双体流化床全回路的气体密度范围从0.2kg·m-3到0.4 kg·m-3,U形管中的气体密度几乎是立管中的2倍。DFB的气化炉内固相的HTC范围为40至80W·（m2·k）-1,燃烧室中固相的HTC为180至280W·（m2·k）-1。生物质能源是我国能源结构的重要组成部分,而发展生物质热解气化技术可提高生物质资源利用率,对于能源结构、减少温室气体排放,发展绿色低碳经济有着重大意义。