本文以生物质能源高效利用为背景，通过自行设计的流化床快速热解装置，研究了稻草在快速热解过程中的产物分布及热解条件对半焦、热解油及热解气体组成的影响，对不同冷凝温度下热解油的物理化学性质进行了表征，比较了不同热解温度下获得半焦的气化反应特性，研究了半焦及热解油的成浆特性，应用过程模拟软件Aspen Plus考察了工艺条件对不同原料气化结果的影响，摘要如下：　　 (1)建立了流化床快速热解装置，以稻草为原料，考察了热解温度、流化气速以及稻草颗粒粒径的变化对热解产物的影响。结果表明，随着热解温度的提高，半焦产率减小，热解油产率先增加后减小，并在400℃时达到最大值；流化气速在0.2m/s时，热解反应结果较优；颗粒最佳粒径为0.125mm～0.180mm。　　 (2)通过色质联用仪(GC/MS)及傅立叶红外光谱仪(FT-IR)表征了不同冷凝温度下热解油的物理化学性质。结果表明，在400℃的热解温度下，-4.4℃的冷凝温度可以获得更多的热解油，热解油化学组成中，酸、醚、酮等有机化合物的含量也得到提高；同时，热解油热值由21.72MJ/kg(22℃冷凝温度)上升至24.62MJ/kg(-4.4℃冷凝温度)。　　 (3)利用WRT-3P型常压热重分析仪考察了不同热解温度(400℃、500℃、600℃)下获得的半焦与CO2的气化反应特性，通过SEM、XRD分析了半焦结构的变化对气化结果的影响。结果表明，随着制备半焦温度的升高，半焦的石墨化程度提高，气化活性降低，与CO2的气化反应活化能上升。　　 (4)针对气流床气化时需要连续稳定输料的要求，考察了半焦与热解油的成浆性能，并在模试气流床气化实验平台上，对水焦浆气化进行了初步研究。结果表明，水/油焦浆属于假塑性流体；在半焦40％，轻质热解油10％含量下，水焦浆粘度在600 mPa.s左右；油焦浆经加热恒温后其流动性良好，在70℃恒温条件下，油焦浆中最高可加入15wt％的半焦，高于60℃叵温所加入半焦量；且恒温70℃时，油焦浆粘度低于1000mPa.s。水焦浆气流床气化模试实验在开车投料阶段，出现CO2降低，CO、H2及CH4升高的趋势，而随着实验的进行，由于水焦浆中含水量过高，导致气化炉温度降低较快。　　 (5)构建了稻草气流床气化工艺流程，应用Aspen Plus软件进行了模拟计算。考察了工艺条件对稻草、半焦、油焦浆及半焦与热解油虚拟混合物等四种不同气化原料气化结果的影响。计算表明，在1050℃气化温度、0.2MPa气化压力、空气为气化剂的条件下，合成气的热值由4.46MJ/Nm3(稻草为气化原料)提高至5.51MJ/Nm3(油焦浆为气化原料)；在相同气化条件下，改用纯氧为气化剂则可以使合成气热值由10.80 MJ/Nm3(稻草为气化原料)提高至11.45 MJ/Nm3(油焦浆为气化原料)；水/油焦浆气化模拟结果显示，水分的增加会降低合成气的热值与冷煤气效率，而半焦加入量的提高则可以提高合成气的热值及冷煤气效率。