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随着人类社会的进步，能源危机与环境污染日益严重，氢能作为一种高效清洁的能源，具有无污染、可储存、燃烧热值高等特点，被认为是最具潜力的能源载体之一。目前全世界96％的氢能通过化石能源获得，随着化石燃料的日益短缺以及其对环境的严重污染，探索如何利用可再生能源获得氢能具有重要的意义。本文基于小型双流化床化学链制氢反应装置，研究了反应器内的气固流动特性规律，并分别以热解不冷凝气与生物油重质组分为燃料，研究了各种因素对化学链法制氢过程的影响。 在小型双流化床冷态试验装置上，采用铁矿石颗粒作为床料，研究了颗粒粒径、床料量、反应器流化风与密封阀风速对颗粒循环速率与窜气的影响。试验结果表明:粒径在0.20-0.45 mm范围内的颗粒具有较大的颗粒循环速率并且其流动性较为稳定;提高床料量可以显著提高颗粒循环速率，同时降低反应器间的窜气现象;燃料反应器U1/Umf小于60时，颗粒流动较为稳定，并且循环速率随着U1/Umf增加而提高，U1/Umf为60时颗粒循环速率达到最大值31.8 kg/m2·s，但是窜气率也随U1/Umf增加而提高;制氢反应器U2/Umf小于2.5时，内部流动较为稳定，且对流动的影响较小;流动密封阀松动风和流化风的增加有助于提高颗粒的循环速率，但是风速过大时会造成斜管内部流动的不稳定。 在小型双流化床热态试验装置上，采用MAC铁矿石作为载氧体，进行了热解不冷凝气化学链制氢试验研究。试验结果表明:燃料反应器流化风较小时，虽然颗粒循环速率相对较小，但是气体停留时间较长，增强了载氧体的还原反应程度及其产氢能力;燃料反应器温度升高可以提高还原反应CO2的平衡浓度以及制氢反应H2的纯度，950℃达到最佳，H2纯度为93.5％，而温度升高至1000℃时载氧体的烧结熔融现象加重，导致反应性下降;还原性气体流量的提高可以显著提高H2的产量，但是由于窜气现象造成了H2纯度下降;随着混合气体中CO/CO2比例的增加，H2的产量与其浓度均有所提高;表征分析与试验结果相吻合。 以生物油重质组分为燃料进行了化学链制氢的热态试验研究。试验结果表明:燃料反应器温度低于950℃时，温度升高可以提高生物油的碳转化率和载氧体反应活性，使燃料反应器出口CO2浓度升高，同时H2产量与纯度均提高，950℃为最佳温度，H2纯度达到83.6％，温度升至1000℃时载氧体反应活性降低;生物油质量流量过大时，容易在进口处造成结焦现象，降低了燃料的利用效率，其反应结果相对较差;表征分析与试验结果相吻合。