根据我国能源结构以及面临的环境问题,高效清洁燃煤技术的应用已成为发展趋势。目前,以IGCC为应用背景,能够适应高灰、高硫、高灰熔点等多种煤种的高密度循环流化床(High-density Circulating Fluidized Bed)煤气化技术已被认为是最具有潜力的气化技术。如何建立高气速、高固体通量的运行条件,掌握气固流动规律是开发高密度循环流化床煤气化技术的关键。本论文自行设计并建设了一套主床直径为0.205m,高度为7m的圆形截面冷态高密度循环流化床实验装置。以LabVIEW8.5为基础开发了高密度循环流化床的测量控制系统,实现了对床内温度、压力、差压、风量等参数的实时显示、记录等功能；实现了对主床风量的自动调节。本论文在冷态高密度循环流化床实验装置上进行了以空气为流化介质、石英砂为固体物料的气固冷态流动实验研究,研究了颗粒循环流率Gs,表观气速Ug两种操作参数以及三种出口结构(C, L, T)对主床内颗粒浓度分布的影响；研究了U型返料器的返料风量与返料量的特性关系。本论文主要取得了以下成就：(1)设计建设了具有数采功能、多种出口结构的高密度循环流化床实验装置,为本论文以及后续的相关研究奠定了基础；(2)颗粒浓度轴向不均匀性随着循环流率增加而增加,随表观气速升高而降低；(3)在C型出口结构(光滑)下,由于导流作用,颗粒浓度呈指数分布,且在循环流率超过200kg/m2s时,主床3米以下区域颗粒浓度均大于0.1：(4)T型、L型出口(突变)使床内颗粒浓度均出现C型分布,且在离出口中心线2米区域出现局部增浓现象；且T型增浓效果高于L型；(5)对于U型返料阀,返料量与返料风成线性关系；返料风不同的配风方式对返料量的影响不同。