本文在自行設計的氣化燃燒爐上進行了相關試驗研究。燃燒方式為逆向燃燒，燃料從上部送至燃燒室，燃燒空氣從頂部強制鼓入，新燃料受下面已燃燒的燃料層的預熱、干燥，進而著火燃燒。首先對玉米秸稈、棉稈及木屑生物質顆粒燃料進行了工業分析、元素分析及熱值的測定。其次，利用熱電偶測量爐排及爐膛內的煙氣溫度，利用煙氣分析儀測量煙氣中的CO濃度，研究爐排面積熱負荷、爐膛容積熱負荷、燃料含水量及過量空氣系數對燃燒過程的影響，確定了適用于生物質燃燒的爐排面積熱負荷、爐膛容積熱負荷及過量空氣系數。
通過所建燃燒爐，研究了換熱表面污垢沉積對傳熱過程的影響，結果表明：污垢沉積層導致傳熱惡化，使傳熱系數大幅降低。以換熱表面的污垢增長率為指標，試驗研究了燃料種類、燃料粒度、煙氣速度對沉積的影響，總結了引起換熱表面灰沉積的原因。針對燃燒爐沉積問題嚴重、傳熱不足的缺點，采用換熱管內插旋轉扭帶的方法強化傳熱。利用CFD技術，建立了扭帶管內流體流動的三維物理模型及數學模型，對扭帶管及光管內流體的溫度場及速度場進行分析，結果表明：扭帶管內流體做三維螺旋運動，相同高度截面上軸向速度、切向速度及徑向速度均高于光管；扭帶降低了流體截面的平均溫度，強化了傳熱。根據模擬結果分析了傳熱系數及阻力系數隨雷諾數的變化規律，以傳熱與流動性能比作為評價指標，確定了扭帶的最佳結構尺寸。
最后，對內插旋轉扭帶的換熱管進行試驗，結果顯示扭帶使換熱管的傳熱系數提高35.9%。旋轉的扭帶具有清除換熱表面污垢的作用，清灰后傳熱系數提高約20%，減少了換熱表面的灰沉積，提高了熱能利用率。
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