High-pressure fluidization technology and applications
鲁峰，余亚雄，李丽萍，刘鑫，刘东奇，苗杰，魏飞，张晨曦*
Keywords: High-pressure fluidized bed reactors; Industrial application; Gas-solid multiphase flow; Two-phase separation; Transport behavior
DOI: 10.1016/j.partic.2026.07.006
高压流化床反应器作为能源化工领域的核心装备，已在燃烧、气化、费托合成和高分子聚合等工艺流程中实现规模化应用，并在CO2加氢制高值化学品与液体燃料这一新兴方向展现出巨大应用潜力。然而，高压流态化特别是操作压力大于40 bar的超高压流态化技术的开发与应用仍是空白，其内在气固流体力学机制至今尚未明晰，严重制约了高压流化床的进一步发展与工业化推广。为了指导高压流化床设计和实现高压流化床放大与稳定运行，需要进一步深入研究高压流态化基础理论。
本文综述了高压流态化技术近70年的发展历程，整理了高压流化床反应器在能源、化工等领域的关键工程技术突破，系统分析了高压流态化独特的气固流动特性及其形成机制，建立了高压流态化基础理论与工业应用之间内在关系，明确了不同应用需求下高压流化床反应器设计与工艺开发的要求；面对高压流态化复杂系统，创新地提出了基于统计热力学的高压流态化分析方法，借助类范德华状态方程构建相图成功解释高压条件下气固相分离现象中的不稳定性和临界性，描述了高压气固相分离行为对气固扩散混合过程和热传递的影响。
本综述揭示了高压流态化技术发展的趋势，提出了需要进一步开展超高压流态化理论的探索，拓展高压流态化在绿色航煤、绿色甲醇等绿色化工领域的工业应用，充分利用人工智能（AI）技术加强对高压气固流动与传递过程预测的准确性和时效性，快速推进高压流化床反应器设计与操作的智能化发展。
相关研究成果发表于PARTICUOLOGY（Volume 117），收录于专刊“Special issue honoring the career contributions of Professor Yong Jin and Professor Zhiqing Yu”。客座编辑为加拿大西安大略大学祝京旭教授和清华大学张强教授。欢迎感兴趣的读者扫描下方二维码或者点击文末“阅读原文”进入ScienceDirect官网阅读、下载！
通讯作者简介
张晨曦，清华大学副研究员、鄂尔多斯实验室技术副主任，面向煤基合成气制芳烃与CO2加氢制可持续航空燃料过程，致力于多相流反应工程应用基础研究。近五年，以通讯作者在Science、Nat. Sustain.、AIChE J. (3篇)、JACS (3篇)、Nat. Commun. (3篇)等期刊发表学术论文40余篇；申请国家发明专利90余项，授权40余项；完成科技成果转移3项；作为项目负责人主持国家自然科学基金、北京市科技新星项目等国家和省部级项目20余项；入选2025 MIT Technology Review Innovators Under 35 (Asia Pacific)、中国石油和化学工业联合会“青年创新奖”(2024)、侯德榜化工科学技术奖“青年奖”(2025)等；连续6年获得Particuology优秀审稿人(2020-2025)。
供稿：原文作者
排版：《颗粒学报》编辑部
文章信息
Lu, F., Yu, Y., Li, L., Liu, X., Liu, D., Miao, J., . . . Zhang, C. (2026). High-pressure fluidization technology and applications. Particuology, 117, 104-121. https://doi.org/10.1016/j.partic.2026.07.006