本发明提供了一种气固流态化耦合设备，其至少包含一级气固流化床体，该流化床体为垂直设置的筒体，顶部为锥形缩径结构，该缩径结构上部形成小颗粒出口管，而该流化床体的底部设有大颗粒出口管，侧壁上开设颗粒进口管；在筒体内呈倒锥形设有气体分布板，其上部将流化床体下端封闭，下部连接大颗粒出口管，使气体分布板、大颗粒出口管与气固流化床体的部分筒体和下封头围成一个对颗粒的闭合空间，且此闭合空间对应的筒体壁上设有用于引入流化气体的入气管。本发明同时提供了一种利用本发明的设备实现大差异颗粒多级混合、换热、反应、分级的耦合方法。