全球化石能源消耗量持续增加,促进了可再生能源的大规模发展。与煤相比,生物质因其物理特性更适合进行气化处理,以得到高热值的可燃性气体。生物质中富含的碱金属和碱土金属AAEM（Alkali and alkaline earth metals）可诱导催化活性,促进气化过程煤燃料中碳的转化。现阶段化石燃料仍将是能源和排放之主要来源,将生物质燃料与煤混合进行联合气化,有效地提高能源利用率的同时,降低环境污染的压力。流化床气化技术是目前国际上公认的商业化程度最好的洁净燃烧技术之一,这种气化炉适用于气化相对劣质的生物质燃料以及联合气化过程。本文采用数值模拟的手段研究流化床气化过程,基于近年来研究冷态流动过程的热点方法CFD-DEM（Computational Fluid Dynamics-Discrete Element）方法模拟热态气化反应过程,建立了耦合模型并验证其可靠性,弥补了CFD-DEM方法在应用领域上的不足。该方法区别于传统双流体方法的优势在于离散跟踪每个固相颗粒,计算每个颗粒的真实运动和受力情况,能够提供高保真度、高细节的气固运动信息用以研究流动与反应间的影响,为生物质和化石燃料联合气化的综合研究奠定了基础。基于CFD-DEM方法对流化床内生物质气化过程进行数值模拟,研究了燃料颗粒在流化床内部的运动特性以及化学反应对颗粒运动的影响规律,统计气化产物的生成量及分布特点,总结了气化温度与水蒸气燃料比对气化过程的影响,得出气化产物生成量随上述参数的变化规律,气化过程中H₂、CO、CO₂、CH₄具有相似的分布趋势,H₂和CO受气化温度影响较大,而CO₂和CH₄对温度的变化不敏感。水蒸气燃料比S/B对合成气各组分生成量的影响较小。基于CFD-DEM方法对流化床内生物质与煤联合气化过程进行数值模拟,验证了联合气化反应中生物质内AAEM的催化作用,设置了六组对比模拟实验,研究混合燃料比对气化产物生成量的影响规律,计算相应的合成气热值、碳转化率、氢转化率、冷气效率。总结出水蒸气联合气化过程中,氢气效率、冷气效率相比于单独气化过程都得到强化。生物质占比为75%时,CO和CO₂含量最小而H₂和CH₄含量最大,合成气的高位发热值SGHV（synthetic gas heating value）、碳转化率和氢转化效率在这一混合燃料比下达到最大值。冷气效率受混合燃料比影响不明显,在生物质含量50%时达到最大值。