“富煤少气”是我国的现状,实现煤炭资源转变为天然气是符合我国能源战略要求的,而作为煤制天然气关键步骤的甲烷化一直是研究热点。传统固定床存在反应器散热困难、受热不均匀等问题。而流化床反应器具有较高的热容量,在反应过程中床层温升小,适用于甲烷化反应。本文基于CPFD方法对流化床反应器内的整体流动规律、传热及甲烷化过程进行了研究。首先针对流化床反应器,基于CPFD数值模拟方法建立了流化床模型,深入研究了流化床反应器内的整体流动规律。分析了气速、初始物料高度及操作压力等对流化床轴径向气固流动规律的影响;定性分析了流化床反应器内的颗粒返混行为。结果表明:（1）流化床反应器内轴向颗粒体积分数呈“S”形分布,径向颗粒颗粒体积分数呈“U”形分布,径向颗粒速度呈倒“U”形分布。（2）流化床的颗粒分布呈现不均匀性,且在壁面附近趋于团簇。随着气速的增加颗粒分布的不均匀性降低。（3）在流化床的同一高度截面上,颗粒在流化床的中心处的停留时间较短,在壁面处的停留时间较长。其次建立流动-传热模型,分析了不同气速、颗粒粒径、床层温度对传热的影响。结果表明:（1）流化床反应器内中心处的颗粒温度较低,靠近壁面处的颗粒温度较高。（2）随着颗粒粒径增大,颗粒温度逐渐降低。与大粒径颗粒相比,粒径较小的颗粒与壁面的接触点及面积更大,更有利于传热。（3）随着床层温度的增加,颗粒及气体温度均增加。最后建立流动-甲烷化反应耦合模型,获得了流化床反应器内温度、组分浓度的分布,分析了气速、压力、进口温度、原料气组成对甲烷化过程的影响。结果表明:（1）在反应过程中整个颗粒床层温度很均匀,维持在700 K左右。（2）随着操作压力不断增加,甲烷产率不断增大,当压力大于1.4 MPa时,甲烷产率达到最大,增加不再明显。（3）随着H₂/CO的增加,甲烷产率先增加后降低,H₂/CO为3.5时甲烷产率最大。（4）通过正交实验发现对甲烷化过程影响最大的因素是进口气速,最优的操作参数组合是进口气速为2 m/s、H₂/CO为3.5、温度为560 K。