低浓度甲烷广泛存在于煤层气及工业废气中,由于其浓度低、流量变化大等特点,常规技术难以利用,流化床燃烧技术具有热容量大、燃料适用性广的特点,因此低浓度甲烷在流化床中的燃烧技术越来越受到人们的重视,但在实际的应用过程中,由于气流的作用,床层中的催化剂颗粒与颗粒之间以及颗粒与壁面之间不可避免地会发生碰撞,从而造成催化剂颗粒的磨损,改变颗粒的粒径分布,进而影响床层中的流化状态和化学反应的进行。目前催化剂颗粒磨损已经是流化燃烧过程面临的一个重要问题,因此对流化床中催化剂颗粒的磨损特性进行研究具有重要的学术意义和工程应用价值。本文通过对低浓度甲烷在流化床转化过程中,催化剂颗粒在流化床中的磨损特性进行实验研究,得到不同条件下颗粒的磨损特性。在常温下,实验分别研究了载体颗粒、初始粒径、流化风速以及磨损时间对颗粒磨损的影响,并对冷态下颗粒的磨损特性进行分析。在热态实验中,主要研究了床层温度对催化剂颗粒磨损的影响,并建立了相应的数学表达式。同时,还研究了催化剂颗粒随时间变化的磨损规律,以及多种催化剂颗粒混合时的磨损情况,并对催化剂磨损后对甲烷转化的影响进行了研究。研究结果表明:催化剂颗粒的磨损主要是由表面磨损和体相断裂共同作用的结果,与冷态磨损相比,热态下颗粒的磨损率更高。冷态下,当流化速度较低时,颗粒之间主要发生表面磨损,随着流化速度的提高,颗粒的运动变得剧烈,床层中的上层颗粒处于完全流化状态,颗粒与颗粒之间的表面磨损降低、但碰撞作用加强。颗粒在流化床中的磨损率与时间呈衰减型增长趋势。在热态下,当床层温度在450℃~650℃之间变化时,随着温度的升高,流化床内气流流动的紊乱程度增大,导致颗粒的运动更为激烈,使得催化剂颗粒的磨损率上升。当不同催化剂颗粒相互混合时,颗粒磨损存在混合效应,即混合后颗粒的磨损比单一颗粒的磨损更为剧烈。当两种催化剂颗粒的混合比例为1:1时,颗粒的磨损率最高。本文的研究结果为催化剂颗粒在流化床中的应用提供了实验基础和理论依据。