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•系统梳理了加压流化技术70年来的重要发展历程。•阐明了压力对流化系统中颗粒尺度动力学的影响规律。•明确了两种主流流化不稳定理论的适用范围。引言流化作为一项工业工艺的起源可以追溯到用于褐煤气化的温克勒工艺以及用于煤炭燃烧的伊格尼弗流工艺（Chew等人，2022；Yates，199
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系统梳理了加压流化技术70年来的重要发展历程。
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阐明了压力对流化系统中颗粒尺度动力学的影响规律。
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明确了两种主流流化不稳定理论的适用范围。
引言
流化作为一项工业工艺的起源可以追溯到用于褐煤气化的温克勒工艺以及用于煤炭燃烧的伊格尼弗流工艺（Chew等人，2022；Yates，1996）。不过直到20世纪40年代流化催化裂化工艺被引入后，这项技术在气固反应工程领域的真正潜力才得以显现。与这些工业发展同步的，还有大量学术研究为该领域提供了理论框架，这些研究带来了诸多重要见解。其中较为著名的成果包括戴维森和哈里森提出的流化床内气泡运动理论（Harrison等人，1961），以及格尔达特将颗粒分为四类的分类方法（Geldart，1973）。然而，包括气泡运动理论和格尔达特分类法在内的许多学术研究成果都是基于常压条件下的观测数据，因此它们对流化行为的预测能否适用于高压环境目前尚不明朗。
高压流化床通常指操作压力超过10巴的流化床，在这种压力下气固流动的流体动力学机制会发生显著变化。其典型特征是由于固体床层膨胀，流化相的空隙率会大幅提升。20世纪70年代中期，高压流化床在传热传质效率以及颗粒流动性方面的优势，推动了其在燃烧、气化、费托合成等诸多领域的应用发展（Sellakumar等人，1995；Sher等人，2025；Leckner，2022；Basu，2006；Xie等人，1994）。实际的工业应用往往涉及复杂的化学反应，这些反应对混合行为、传热系数以及气固接触条件有着不同的要求，而气固流动状态则决定了这些反应的条件。因此，要实现高压流化床反应器的最佳设计与运行，就必须掌握高压流化的基本流体动力学机制。从20世纪70年代到90年代，关于高压条件下流化床运行的科学文献以及高压流化的基础研究都取得了快速发展，人们研究了压力对最小流化速度Umf、沸腾速度Umb以及床层膨胀程度的影响，研究结果表明压力会显著改变流化的特性——随着压力升高，气固流动会呈现阶段性变化，且压力影响的强度与颗粒尺寸密切相关（Chitester等人，1984；Jacob等人，1988；Jacob等人，1987；King等人，1980；Sobreiro等人，1982）。这些表现与通常用于描述常压下流化现象的两相理论预测存在明显差异。尽管已经观察到了高压下气固流动的许多异常现象，但由于测量技术的限制，这些现象背后的机制至今仍不清晰，这也使得相关研究在高压流化领域一度陷入停滞。目前，大多数高压流化应用的操作压力仍在40巴以下（Chew等人，2022）。近期，随着人们对绿色化学产业，如可持续航空燃料和绿色甲醇的关注度不断提升，高压流化技术再次受到研究人员的重视，因为它有助于避免热点现象并防止催化剂失活。如图1所示，高压流化床研究出现了两次热潮。从那以后，人们在深入理解高压流化及其应用方面取得了显著进展。本文旨在总结现有关于高压流化的相关研究资料，并强调未来发展超高压流化床（操作压力高于40巴的流化床）的重要性。
章节要点
最小流化速度Umf与最小沸腾速度Umb
作为设计开发高压流化床工艺所需的基础信息，准确预测高压条件下的最小流化速度Umf和最小沸腾速度Umb具有重要意义。要实现流化状态，颗粒的重量减去浮力所对应的力必须与气相施加的阻力达到平衡，这一平衡发生在由固定床流动向流化状态转变的临界点（Grace等人，2020）。因此，操作压力会显著影响Umf的值。
高压流化床反应器的应用
将高压流化床应用于各类工业场景是一个复杂的过程，需要充分考虑具体的反应需求和生产要求。例如，在燃烧过程中要实现高效率低排放，就需要良好的混合效果以及较高的传热系数，因此有必要抑制会形成气体短路的大气泡，保持床层中分布均匀的小气泡。相比之下，在催化反应中
结论与展望
在过去七十多年里，高压流化技术已成为能源和化工加工领域的重要技术平台，它在燃烧、气化、费托合成以及聚合反应等领域都取得了商业上的成功，同时在用于生产航空燃料的二氧化碳加氢反应中也展现出巨大潜力。尽管人们在理解高压流化机制方面已经取得了显著进展，但仍有大量工作有待完成。压力会对流化过程产生显著影响。
作者贡献说明
卢峰：综述与编辑、初稿撰写、可视化处理、方法设计、实验研究、数据整理、概念构建。刘东奇：可视化处理、实验研究。刘欣：初稿撰写、实验研究。李丽平：初稿撰写、可视化处理、实验研究。于亚雄：综述与编辑、方法设计、实验研究、概念构建。张晨曦：综述与编辑、监督指导、方法设计、实验研究、概念构建。魏飞：
未引用参考文献
Basu和Talukdar，2001；Bouillard和Gidaspow，1991；Bromfield和Vosloo，2003；Chitester等人，1991；Gidaspow，1994；中国科学院工程热物理研究所，2025；Jacob和Weimer，1987；Jacob和Weimer，1988；King和Harrison，1980；Krzywanski等人，2022；Krzywanski等人，2025；Llop和Jand，2003；Lu等人，2025；Lu等人，2022；?nsan和Avci，2016；Pyle和Harrison，1967；Renzenbrink等人；Sellakumar和Lamar，1995；Sidorenco和Rhodes，2003；
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。
致谢
本研究得到了以下机构的资金支持：中国国家自然科学基金（项目编号：22208186、22278238、22238004、22308187）、清华大学科研启动计划、中国内蒙古自治区自然科学基金（项目编号2025JQ028）、内蒙古自治区重大科技专项（项目编号20212120326）、“优秀人才振兴内蒙古”计划—一级人才团队项目（项目编号2025TYL01）。
Feng Lu|Yaxiong Yu|Liping Li|Xin Liu|Dongqi Liu|Jie Miao|Fei Wei|Chenxi Zhang
