生物质气化是一种清洁高效的生物质热转化技术。循环流化床气化炉具有颗粒停留时间长、流化气速大等特点,适用于生物质这种高挥发性的燃料,目前被广泛用于生物质气化领域。但是,循环流化床气化炉还存在炉内流场不稳定、气化效率较低等问题,所以有必要对循环流化床气化炉内气固两相流动与生物质气化反应进行充分的研究。计算颗粒流体动力学（computational particle fluid dynamics,CPFD）方法使用计算颗粒的概念来描述大量颗粒的运动,适合模拟较大型流化床内的气固两相流动。所以本文基于CPFD方法,对循环流化床气化炉气固两相流动和生物质气化反应进行数值模拟研究,为循环流化床气化炉应用和运行提供理论参考价值。首先,本文基于实际尺寸的循环流化床气化炉建立了物理模型。循环流化床气化炉内的气相和固相运动过程由Euler-Lagrange方法描述,其中连续相由Navier-Stokes方程计算,离散相采用颗粒计算单元多相流（multiphase particle in-cell,MP-PIC）方法计算。在与实验相同的操作条件下对气化炉进行了模拟,模拟结果与文献实验结果吻合良好,证明本文使用的数学模型对循环流化床气化炉内气固流动及化学反应的建模具有较高的可靠性。其次,采用已验证的数学模型对循环流化床气化炉内气固两相流动过程进行模拟,详细研究了循环流化床气化炉运行条件和物理结构对速度场、温度场、压力场以及颗粒速停留时间的影响。研究结果发现:流化气速的增加导致气化炉进出口的压力降增大,流化气速由3 m/s增加到7 m/s时,颗粒停留时间由6.82 s降低到3.21 s。气化温度对气化炉内的温度分布影响较大,当流化气速与气化温度分别为4 m/s与800℃时,循环流化床内的速度场,温度场,压力场分布更为均匀。炉体高度的增加导致颗粒平均停留时间增加,当炉体高度为11 m时,颗粒停留时间区间较为合理。最后,对循环流化床气化炉在不同影响因素下的生物质气化特性进行研究,定量分析了流化气速、气化温度、初始床层高度、空气当量比（ER）、水蒸气配比（S/B）等因素对气化产物空间分布特性的影响。研究结果发现:随着流化气速的增加,可燃性气体（H2、CH4、CO）在炉膛和气化炉出口的含量都逐渐降低。随着气化温度的提升,CH4在炉膛和气化炉出口的含量降低,CO、H2在炉膛和气化炉出口含量增高,气化温度800℃时各组分分布较为均衡。随着床层高度的增加,CH4、CO在炉膛和气化炉出口的含量增加,H2在床层高度2200 mm时含量最高,之后随着床层高度的增加而减小。随着空气当量比（ER）的增加,可燃性气体（H2、CH4、CO）在炉膛和气化炉出口的含量均有所降低,同时炉膛内N2、O2含量增加,空气当量比0.26时,各组分分布较为均匀。随着水蒸气配比（S/B）的增加,CO在炉膛和气化炉出口的含量逐渐降低、H2增幅明显,CH4含量基本保持不变,最佳的S/B值为0.4。