新型V型下降管式热解液化系统以固体热载体陶瓷球为加热方式，能够实现生物质快速升温热解液化。由于反应管内温度很高，生物质粉在进入下降管的瞬间就初步热解为半焦，因此研究陶瓷球与生物质半焦之间的分离更具实际意义。在这一工艺中为了保证实验的持续性及有效地对热载体余热资源进行回收重利用，同时避免半焦颗粒进入热载体换热器后燃烧爆炸，热载体与热解半焦颗粒的分离极为重要。但是目前对于V型下降管系统分离箱内颗粒分离规律研究较少。为了研究陶瓷球热载体与生物质半焦颗粒分离过程，进而获得分离装置实验参数，设计制作了V型下降管冷态实验装置，并利用高速摄影技术和粒子图像测速仪对不同陶瓷球粒径、质量比、抽气位置以及圆形出口和方形出口条件下的颗粒分离规律进行了实验研究。主要包括以下几个方面的研究内容：　　首先根据实际热解反应装置的要求对V型下降管分离实验台进行了总体设计，包括喂料系统、抽气系统及分离系统等各个方面。分别对陶瓷球单体颗粒的流动和陶瓷球与生物质半焦混合颗粒流动分离进行了一系列预实验，实验证明，该装置能够保证热载体和生物质半焦颗粒喂料流畅、稳定、均匀，能够满足实验所需要的两种颗粒不同混合质量比的要求。　　其次应用PIV和高速摄影技术研究陶瓷球热载体在不同质量比例混合下料时，分离箱内的分离情况，分别改变陶瓷球粒径、出口形状及抽气位置重复进行以上实验，得到陶瓷球和生物质半焦颗粒运动轨迹和其它的运动参数。最后通过颗粒运动轨迹得到分离箱内筛网的尺寸和倾斜角度，这是最重要的一方面。　　通过两种不同陶瓷球粒径(2mm、3mm)，四种不同喂料比例(30:1、40:1、50:1、60:1)，两种出口形状(圆口、方口)的实验研究，得到以下结论：　　1．两种混合颗粒在V型下降管中流动时，陶瓷球对生物质半焦颗粒的携带作用明显，且随着反应管出口与水平方向的角度变大，水平长度变长，管口滞留颗粒增加直至堵塞在出口处无法正常流出。　　2．通过PIV测得出口处陶瓷球单相流动时速度分布曲线，加入生物质半焦后，测得出口处生物质半焦颗粒速度分布曲线，不同质量比之间出口处速度分布变化不大。　　3．通过高速摄影技术对分离过程中陶瓷球颗粒的运动轨迹进行跟踪，得到了陶瓷球颗粒群最内侧的轨迹图，并进行拟合得到拟合方程，分析了抽气位置和质量比、陶瓷球粒径和出口形状对拟合方程a值的影响关系。陶瓷球单相流动和质量比较高时如60:1受抽气位置的影响较小，随着质量比的增大，a值呈减小的趋势；2mm陶瓷球较3mm陶瓷球a值大，而圆口较之方口a值波动较大。最后依据不同情况下陶瓷球轨迹曲线确定筛网的尺寸和角度，为热态设备提供设计尺寸参数。