由于化石能源的减少和环境问题的严重，生物质能作为清洁的、可再生资源，在全球资源战略中日益受到重视。生物质气化是主要的生物质利用技术之一，目标是得到高品质燃气，这些高品质燃气可用于后续的供气供暖、发电乃至合成气。生物质气化与燃气轮机燃烧联合发电技术作为一个系统来考虑，可提高生物质发电系统能效及环境性能。基于此背景，本文在高等学校博士学科点科研基金“生物质气化与燃气轮机燃烧集成发电的机理性研究”（No:20090032110036）的资助下，开展了相关研究。本文综述了国内外生物质气化发电的现状，对气化发电技术、直接燃烧发电技术、混合燃烧发电技术进行了评述，详细讲述了生物质气化发电系统的流程及原理。在流化床实验台上，开展了生物质气化实验研究与分析，重点研究操作条件（气化温度、当量比）和催化剂对生物质气化的影响。研究表明：当气化温度升高，产品气中可燃气体体积分数增加，CO2含量有所下降，燃气热值增加；随着当量比的增加，H2、CO和CH4主要可燃气体含量下降，CO2气体含量增加；同一温度加入催化剂后下，随着CaO配比从0到20%不断增加，气体产物各成分含量变化较大。H2的含量增加显著，CO的含量有所增加，CO2含量下降，CH4含量也缓慢有所增加。焦油在生物质气化发电系统中有一定的副面影响，为了使系统稳定运行、提高气化效率，本论文研究了焦油的相关理化性质和化学性质。研究发现焦油成分中苯酚及其衍生物、萘及其衍生物、大分子芳香族化合物，包含了酚、萘等多环芳烃和呋喃等化合物，碳原子数在7~20之间。采用Coats-Redfern法分析生物质焦油热解过程表观动力学，求取了不同升温速率下的表观活化能E和指前因子A。研究发现，把焦油的主要失重分为挥发分析出和热解两个阶段。在挥发分析出阶段，升温速率对焦油的活化能基本没有显著影响，热解阶段的活化能E低于挥发段的活化能，说明高温更有利于焦油热解。基于ASPEN PLUS平台分别搭建了生物质气化-净化模型和燃气轮机系统模块，介绍了物性方程，选择适合各模块的物性模型和方法。并在各单元模块的基础上，建立生物质气化与燃气轮机燃烧集成发电整体模型，实现对生物质气化发电系统的整体模拟和分析，并计算验证了模拟系统是基本可靠的，为整体系统设计提供了理论基础。