本文针对清洁汽油生产的新型双气固流态化反应过程耦合系统,设计并搭建了大差异二元颗粒气固流化床冷态和热态实验装置,对大差异二元颗粒流化床的流动和传热规律进行研究,为双气固流态化反应过程直接耦合工艺过程的建立提供基础实验支持。论文的主要研究内容及结果包括：　　1、在大差异颗粒双组分流化床冷态实验装置上,研究了大差异双颗粒体系的分层流化特性,重点考察了大颗粒质量分率和床层气速对最小全混流化气速、分层流化高度、床层密度分布、床层膨胀特性及混合指数等的影响,并得到了相应的关联式;结果表明,利用Noda的最小全混流化速度关联式,计算出的双组分颗粒的最小全混流化速度与实验结果吻合较好,误差在10%以内;双组分流化床可分成四个操作区,即静床区、低气速混合物分层流化区、双组分颗粒全混区和高气速混合物分层区,双气固流态化混合换热宜选双组分颗粒全混区操作区域。　　2、根据大差异双组分颗粒流化床冷态实验结果,认为气泡运动是导致颗粒间分离的主要因素,引入体现颗粒分离特性的参数—颗粒比速度Vc,采用最大稳定气泡的假设,建立了大差异颗粒间混合分离模型。该模型利用单组分流化床模型确定流化床内的基本流动状态,然后将流化床分成若干层,依次进行乳相和气泡相内大颗粒和小颗粒的质量恒算,最终得到双组分流化床的混合分离状态。通过考察大颗粒质量分率和床层气速对颗粒比速度Vc的影响,由部分冷态实验结果得到颗粒比速度系数Vc,0。的关联式,再将关联结果用于其他实验的计算,结果与实验基本一致;由该模型可以计算出常规实验中不易获取的床层内部流动信息,从微观角度更好地解释颗粒混合分离过程。　　3、考察了双组分流化床冷热颗粒间混合传热过程中的主要影响因素,发现双组分流化床混合换热前的流化状态对传热效果影响最大;当双组分流化床为分层流化时,冷热颗粒混合换热后,密相区床温沿轴向差异明显;当双组分流化床为完全混合流化时,冷热颗粒混合换热后,流化床密相区温度均一;利用能量守恒方程对双组分流化床全混流化时的换热终温进行预测,计算结果与实验结果基本一致;对流化床稀相区、变径段和密相区的传热分别进行了研究,考察了混合颗粒粒径、床温、气速等因素对各区传热系数的影响,结果表明,在稀相区内混合颗粒平均粒径影响最明显,在变径段,混合颗粒平均粒径对传热系数的影响不大,在密相区内,除混合颗粒平均粒径外,床温和冷颗粒温度对密相区传热系数的影响不可忽略,将床层初温和冷颗粒温度引入密相区的传热系数关联式中,模型计算值和实验值吻合较好;利用已得到的全混状态下的密相区传热系数关联式,结合冷态实验结果,计算得到了分层流化状态下的密相区传热系数的轴向分布,计算结果与实验结果较为一致。　　4、以边界层层流理论和Happel的自由面模型为基础,建立了大差异颗粒双组分流化床传热模型,计算结果与实验现象一致,但仍有较大误差;在层流边界层厚度计算公式中引入床温参数后,修正后的模型计算精度大为改善。