- 选题背景和意义：
流化床是重要的化工生产反应器之一。在非均相催化反应和气固非催化反应中被广泛应用。常见得的催化反应包括合成氨、一氧化碳和氢气催化转为烃、重油的催化裂解等。非催化反应包括化石燃料的燃烧、金属矿物的氧化焙烧和还原焙烧、非金属矿物的焙烧等。在化工、医疗、电力等行业都起着重要的作用。与固定床和移动床相比，流化床有着更高的气固接触效率、较高的气固化学反应速率等优点。
在流化床反应器中，由于返混的存在，导致不同粒径的颗粒停留时间产生了差异，由此产生了颗粒停留时间分布，颗粒停留时间分布是研究流化床内气固混合程度的重要参数，对于了解流化床内两相流动特性，工程设计以及传热行为等也有着重要的作用。
在传统流化床中，由于对不同粒径停留时间的调控能力较差，导致不同粒径颗粒反应程度不同，极大的降低了原材料的利用率，以及产物的转化率。在连续的反应中，还会影响后续工艺的复杂性或者降低产品的合格率。因此，要实现不同粒径颗粒的同步反应，提高产品的合格率，调控流化床内不同粒径停留时间就有着十分重要的意义。
本次选题对固体颗粒在流化床中的停留时间以及停留时间分布进行实验研究，观察总结各种方式对于不同粒径颗粒停留时间的影响。目前针流化床中颗粒停留时间的研究主要集中在颗粒停留时间分布的测定以及模型预测上，对固体颗粒在流化床中的停留时间分布优化方面做得研究较少。
综上所述，本次选题有着重要的意义，对气固反应的效率提高有着重要作用。对药物生产、化工产品的制备以及化石燃料的燃烧等有着重大的意义。
- 课题关键问题及难点：
颗粒的停留时间是指颗粒在流化床中所经历的寿命，停留时间的差异是由于颗粒的返混造成的，颗粒停留时间及其分布（Residence Time Distribution,RTD）是研究床内气固混合的重要参数。也是本次课题的关键所在。
本次课题的关键在与进行床内固体颗粒停留时间分布的研究，实验研究各种因素对颗粒停留时间及其分布的影响。包括颗粒粒径及密度、竖直挡板的布置方式、不同的操作条件以及出料方式的差异对于停留时间分布的影响规律。并且给出相关的数学描述，也就是颗粒停留时间及其分布函数。对函数的合理性以及函数对结果的预测的准确程度进行检验。
本次课题的难点在于提出综合优化方案。在研究清楚上述各个因素对于颗粒停留时间及其分布的影响之后，进行整理和总结。在此基础之上，提出一个综合的优化方案，并且进行试验验证方案的可行性，使得固体颗粒在得到良好流化的同时获得较一致的停留时间。将优化方案和基础方案进行综合对比，对比它们各自的可行性，设备的复杂程度，产物的转化率以及对后续生产环节的影响，给出最适合实际工业生产的优化方案。
- 文献综述（或调研报告）：
流化床内设置的挡板可改善流-固接触，强化床内传热传质;可限制床内气泡的长大;可减少床内气体和固体的返混;还有将流化床分成不同的操作区域的功能等。国内外学者对挡板流化床内颗粒停留时间分布的研究从未轻视。研究表明，在流化床内布置竖直隔板，随着阻挡隔板高度的增加，颗粒在床内的停留时间略有增加，虽然阻挡隔板高度对颗粒停留时间的影响不显著，但阻挡隔板的存在有效地防止了新旧物料的反串。
中国科学院博士赵虎研究了调控不同粒径颗粒停留时间差异的方法，探究不同粒颗粒平均停留时间差异产生的原因，以纵向挡板内构件流化床和有侧出口的复合流化床为研究对象，首先，通过一系列的试验，详细地研究了纵向挡板内构件流化床中不同粒径颗粒停留时间分布及其差异。结论如下。
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