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气固流化床反应器广泛应用于聚烯烃工业,高粘结性固体颗粒较难流态化,极易发生聚合物粘釜、颗粒聚团结块甚至死床等不正常操作现象,影响流化床装置的正常运行。为了解决粘结性颗粒稳定流态化的问题,论文在普通流化床中引入搅拌构件,设计和开发具有自清洁特征的搅拌流化床反应器。围绕这一目标,开展了三方面的研究工作：(1)搅拌流化床中D类颗粒的流化特性研究；(2)搅拌流化床中粘结性颗粒的流态化实验研究；(3)粘结性颗粒流态化的数值模拟研究。取得了以下研究成果：(1)获得了搅拌对Geldart D类颗粒流态化行为的影响规律。搅拌可以抑制和破碎气泡,使得搅拌流化床与普通流化床相比具有较小的气泡尺寸和相对较低的压力脉动；搅拌与气流湍动协同作用,大桨叶面积的自清洁桨搅拌作用强烈,适宜中等转速的操作条件,而较高的转速易形成桨叶前方的颗粒堆积和桨叶后方的气体短路等不利现象,双层锚式桨、框式桨等小桨叶面积的搅拌桨需要较高的转速以强化流态化过程。(2)开发了自清洁搅拌流化床反应器,实现了粘结性固体颗粒的稳定流态化。研究了石蜡颗粒在普通流化床、双层锚式搅拌流化床和自清洁搅拌流化床中流态化与粘结行为,搅拌桨叶与内构件的啮合剪切作用可以有效破碎粘结性颗粒的聚团,维持床层的聚团流态化；采用床层压降、压力脉动标准偏差和S吸引子多种指标监测流态化过程,S值能及时准确地反映颗粒的粘结程度与粘结发展趋势。(3)获得了颗粒间相互作用对气固流动行为的影响规律。基于计算流体力学(CFD)模拟发现气固流动强烈依赖于颗粒碰撞的恢复系数,当恢复系数较大时,颗粒趋于理想碰撞,床层发生均匀流态化,与转速无关；搅拌转速较低时,流化质量改善不明显,转速较高时,气泡尺寸减小,床层可由均匀流态化向均匀流态化转变。基于二维床实验和离散单元法(DEM)模拟发现,粘结性颗粒首先粘附在一起形成粘结核,颗粒粘结性较强时,越来越多的颗粒粘附于粘结核上,形成单边或双边架桥结构,很短的时间就会发生死床；若颗粒的粘结性不强,床层中气流作用与颗粒的粘附作用相当,则以聚团的形式流态化。