生物质快速热裂解制取液体生物油是一种处理固体生物质废弃物的有效手段,流化床是典型反应器之一。利用石英砂或沙子等物理性质比较稳定的固体小颗粒作为热载体,在流化床内部与生物质颗粒在气流作用下实现流态化,通过颗粒间的直接接触传热,实现生物质颗粒快速升温热裂解。生物质快速热裂解过程非常复杂,流化过程中颗粒流动状态直接决定着颗粒间的传热过程,而颗粒间的传热特性又影响着生物质热裂解过程,因此,研究掌握流化床内颗粒的流动特性对生物质在流化床内快速热裂解机理的研究具有指导意义。本研究设计了一套冷态透明流化床实验台,模拟热裂解过程中在气流作用下生物质颗粒与石英砂在床内的混合流动。采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,简称PIV)及高速摄影技术(High-speed photography techno1ogy)研究不同工况下颗粒的运动特性。以石英砂为床料,利用高速摄影仪分别对粒径为20-40目及40-60目在50mm、80mm、110mm静止床高下的流动进行了可视化研究,获得了粒径及不同床高下的流态化参数对床层压降,稀相区高度,气泡的大小的影响规律,研究结果表明,在80mm床层高度下整体流化效果最为合适,床层压降波动小,气泡形成均匀,无大气泡产生。以20-30目粒径的玉米秸秆粉为实验原料,选取石英砂与生物质粉的混合质量比分别为20:1、30:1、40:1,操作风速分别为0.56m/s、0.69m/s、0.82m/s,在静止床层高度为80mm下利用PIV技术对床内流场进行实验研究,获得了不同工况下速度分布,横向速度及纵向速度分布。研究表明:(1)随着操作风速的提高,其横向速度的整体增加平缓,对纵向速度影响较大,中心区颗粒纵向速度增加比边壁区更加明显,中心区上升颗粒的数量增加。流化操作风速为0.56m/s时,混合颗粒的速度在0.4m/s以下;操作风速为0.69m/s时,颗粒的整体速度在0.5m/s以下;操作风速为0.82m/s时,颗粒整体速度在0.65m/s以下。(2)石英砂与生物质粉的质量比越小,颗粒横向速度略微增加,对纵向速度的影响显著,纵向速度分布更加分散。(3)石英砂粒径的减小,在中心区及边壁区向上运动的粒子和向下运动的粒子横向速度明显减小,纵向速度增加,在中心区增加显著。