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我国现有生物质资源储量很大，通过生物质转换技术可以高效的利用生物质能源。目前，多数采用的生物质能转换技术是生物质热解气化技术，但是，传统的热解气化技术中存在着生物质气中焦油含量高、燃气脱焦废水处理难等一系列问题。生物质气中焦油含量高的问题是现今生物质热解气化面临的主要难题。本文以生物质稻壳为例，在解决生物质气中焦油含量高的问题时采用了使生物质稻壳在分段高温热解气化炉（由旋风式热解反应器和旋风式气化反应器组成）内高温热裂解的思想。本文首先对配1MW内燃式发电机组的分段高温热解气化炉进行概念设计，接着对分段高温热解气化炉进行结构设计，确定了其基本结构尺寸；然后借助Fluent软件对不同高温烟气入口角度的旋风式热解反应器内气相等温流场进行数值模拟研究，结果表明，当高温烟气入口倾斜角度在20°-40°范围内，高温烟气流在旋风式热解反应器内旋入深度大，流场混合程度好等特性。在此基础上旋风式热解反应器内添加颗粒相进行离散相数值模拟，结果表明，当旋风式热解反应器高温烟气进口倾角为20°-40°时，高温烟气进口速度为40m/s-80m/s时，离散相在旋风式热解反应器内的运行时间长，混合深度好；接下来对生物质分段高温热解气化炉整体进行气固两相数值模拟，结果表明，当旋风式气化反应器中喷射425K水蒸汽时，对热解反应器内气相流场的运动影响很大；当入口速度为40m/s时，入口倾斜角20°-40°时，随着入口倾斜角度的增大，颗粒相的捕集效率及被捕集颗粒的停留时间减小。最后，以入口倾斜角为20°时的分段高温热解气化炉为例，考察高温烟气进口速度不同时，非均匀粒径颗粒相在分段高温热解气化炉内的运动情况：粒径在0.3mm以下的颗粒基本上都从出口处逃逸出去了；粒径在1mm以上的颗粒基本上都能运动到气化器底部。