生物质气化发电是生物质能众多利用形式中常用的高效技术之一，流化床技术因其原料适应性强、传热效率高等特点，适合规模化气化项目。本文通过流化床气化实验台进行了水蒸气气化实验，通过TG-FTIR联用仪进行了热重实验，并利用量子化学计算方法探究木质素模型化合物的热解机理和金属离子的影响规律。　　首先，在自主搭建的流化床气化实验台架上的一系列气化实验表明，氢气含量、气化效率、焦油去除量均和气化温度及蒸气与生物质的质量配比（S/B）呈正相关，且焦油中甲苯、苯乙烯和苯酚等组分受气化条件影响显著。白云石催化效率最高，但相比于石英砂与白云石，橄榄石因兼具催化性和耐磨性而更适用于流化床气化炉。当气化温度为800℃，S/B为0.9，采用橄榄石为床料时，实验中可得含氢量34%的中热值气体，并且焦油含量低于20g/m3。　　其次，通过对棉秆样品分别做水洗和酸洗的预处理，并利用TG-FTIR联用技术进行热重分析。研究表明棉秆热解过程分为活化热解区和消极热解区。碱金属及碱土金属可以通过改变棉秆样品的活化能，促进热解反应的进行，而且对棉秆的挥发析出特性有较大改善，能有效减少大分子可凝气的产生。　　最后采用量子化学软件 Gaussian，通过密度泛函理论（DFT）中B3LYP/6-31G(d)基组计算分析了木质素模型化合物苯乙基苯基醚的八条可能反应路径，并对其进行热力学分析和势能面分析，得到了木质素模型化合物裂解过程的主要断键过程及反应势垒，并以络合物形式探究了金属离子Mg2+在三条主要反应路径中的影响，其可使反应自发产生的所需温度降低，并且能有效降低苯乙基苯基醚分子中碳碳键和碳氧键均裂反应的反应势垒，从而促进热解反应的进行。