耦合了热解、气固同步气化和催化蒸汽重整的一体化制氢工艺大大提高了原料的利用率。热解气和生物质炭在气固同步气化过程中的相互作用和转化对整个工艺起了很大贡献。本论文的研究主要包括三部分：气流床中热解气和焦炭的同步气化研究,生物质炭对芳烃的催化行为研究以及生物质气固同步气化模拟研究。以棉花杆为原料,利用生产富氢气体的一体化工艺考察了气固同步气化过程的作用。由于热解气和焦炭在气流床反应器中的相互作用,产品的分布被有意义的改变。热解焦炭和焦油被同时且更有效的转化利用。这使得焦炭产量从20.47%减少到8.95%,碳元素转化率增加了13.2%。另外,焦油组分的组成和产量也被改变。尤其是,由于多元芳香化合物被转化减轻了催化重整阶段的压力,使得催化剂上的积碳率降低了大约4倍,最终氢气产量达到了78.19g/Kg-棉花杆。利用固定床反应器对气固同步气化过程中的生物质炭对焦油中芳烃的催化重整进行了进一步的研究。研究选取苯作为焦油中单环芳香类的模型化合物,选取萘作为焦油中多环芳香类的模型化合物。研究发现：生物质炭上的催化蒸汽重整可以使得苯、萘更有效的向着更低沸点或更低环的物质转化,对多环芳烃(PAHs)起到了开环的作用,苯的转化率达到92%,萘可以达到90.3%,大大增加了气体产率。利用Aspen Plus建立了生物质热解以及气固同步气化的流程并对其进行了模拟,利用灵敏度分析考察了气固同步气化温度和水质比(S/B)对气气体组成的影响,与实验结果的气体组成进行了对比。发现该模型可以较好的反映实验结果,灵敏度分析得到高温和水蒸汽的存在利于氢气生产,最佳气化温度为800℃-850℃,最适合水质比为2.5左右。