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工业生产工艺中常常会涉及气固相反应，准确测量气固相反应动力学参数是相关工艺设计、优化和放大的基础。鉴于目前常用反应动力学分析仪在等温快速反应分析方面的不足，中科院过程所提出并设计了微型流化床反应分析仪。深入认识微型流化床内流体力学特性及反应特性，是优化微型流化床反应分析仪结构设计和确定合适操作条件的基础。基于这一需求，本论文通过开展数值模拟，系统研究了气固微型流化床内气固流动结构、气体返混、热化学反应等特性。 论文第二章模拟分析了气固微型流化床内的流动结构，并通过对比颗粒轨道模型和双流体模型模拟结果，检验双流体模型是否适用于气固微型流化床系统。颗粒轨道模拟结果表明，微型流化床内流化滞后现象源自于流化床管径减小导致床层空隙率增大，而湍动提前是因为小管径条件下系统经历了鼓泡—节涌—湍动流型转变而非鼓泡—湍动转变。在选择合适的临界固含率和镜面反射系数的条件下，双流体模型模拟得到固含率和气固速度径向分布与颗粒轨道模型模拟能定量吻合，说明双流体模型能用于模拟微型流化床系统。 论文第三章基于双流体模型，模拟研究微型流化床内的气体返混特性。参数分析表明，颗粒弹性恢复系数的设置对于气体返混预测结果无明显影响，而镜面恢复系数则显著影响示踪气体停留时间分布;尽管所考察的微型流化床管径较小(≤21mm)，但是不同径向位置处所测得的气体停留时间分布仍有一定差别。对比不同条件下的数值模拟结果与实验结果发现，在对实验结果进行卷积—反卷积处理后，模拟和实验结果能够很好地吻合，说明对于微型流化床系统的气体返混实验数据，必须要经过合理处理后才能真实反映床层内气体的返混特性。模拟结果进一步表明，微型流化床中气体返混随气速、床径和床高的增大而增强。 论文第四章模拟考察了石墨粉末在微型流化床内的燃烧过程。模拟得到的反应转化率曲线和实验结果能定量吻合，进而验证了微型流化床反应分析仪的瞬态升温及等温微分假设。不同脉冲气速条件下的模拟结果表明，较低的脉冲气速会导致石墨颗粒局部团聚，降低其升温速率，进而影响动力学参数的准确测量。