活性炭是一种具有比表面积发达、吸附性功能强的多孔性含碳物质,广泛应用于生产、生活的众多领域。生物质中富含固定碳,我国作为农业大国,储存着大量的农作物秸秆、植物壳类等生物质资源。本文主要研究利用气固喷动技术将生物质能源转化为高品质活性炭过程中气固两相流的数值模拟。本文分析了气固两相力学模型中的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程。根据文中柱锥形喷动床内气固两相的流体动力学特征选择Euler- Euler模型(即双流体模型)来对其进行数值模拟。阐述气固两相间相互作用情况,明确二者主要作用力为静曳力,结论为选择Gidaspow模型或Syamlal-0’ Brien模型作为文中两相间曳力函数的交换系数是比较适合的。本文根据物料特性及生产要求确定喷动床基本结构尺寸,计算出合理的最小喷动速度、最大静止床高,明确喷动床操作范围。利用GAMBIT软件建立喷动床二维简化模型、划分网格、设定边界条件。将.msh文件导入FLUENT中完成对模型的数值求解。分析模拟结果中喷动床内不同时刻颗粒相体积分数分布云图、颗粒相速度矢量图以及气相速度分布情况,证明本文模拟可实现颗粒在喷射区、喷泉区、环隙区形成持续、稳定的合理喷动,符合实际情况。得出颗粒相体积分数较小的喷射区内颗粒速度较大,颗粒相体积分数较大的喷泉区、环隙区内颗粒速度较小;气固两相间的曳力作用远大于颗粒间的碰撞、颗粒间的摩擦、颗粒与壁面间的摩擦所带来的能量交换的重要结论。经本文研究发现,入射喷动气速、锥底角度、喷口尺寸、曳力模型、模拟时间步长对喷动床内两相流场特性影响显著。模拟结果显示:入射气速vg=8.5m/s、锥底角度θ=60°、喷口尺寸Di=30mm、Gidaspow模型或Syamlal-O’Brien模型、时间步长Δt=0.0001s时模拟情况更为合理。可为实际喷动床操作提供一定的理论依据。