本文首先在长500mm，宽30mm，高6000mm的二维湍动流化床中进行试验，研究了自由床床层流动和气固混合的特性。在床层流动方面，对床层轴向密度、压力脉动、床层膨胀及颗粒带出量进行了测量，分析了自由床在床层流动方面的特点，得到床层平均空隙率随表观气速的变化关系并估算出平均气泡直径。通过与自由床的对比试验，考察了挡板床内构件的结构尺寸和布置方式对床层流动特性的影响，从而优化出一种适用于湍动流化床具有高效的传质强化作用的新型内构件。 采用方便可靠的点源气体示踪技术测定了气体的浓度分布，进而探讨气固的混合规律。试验结果表明，优化的新型内构件极大地抑制了气固两相的轴向返混。在加入挡板之后，发现流化床中气体返混的程度较自由床明显降低，气体浓度的分布趋于均匀。利用一维轴向扩散模型计算出床内轴向扩散系数也相对自由床大大减小。 为了使试验结果能够更接近工业装置的实际应用效果，在Φ800mm×12000mm大型三维湍动床中进行了验证试验。以三维自由床为基准，进一步讨论了挡板床的床层流动和气固混合特性。通过试验结果对比，三维床所得结论基本与二维床一致，充分肯定了新型内构件在强化传质和抑制气固返混方面的作用。本文所提出的挡板结构放大效应较小，能为工程设计和建立相应的工业应用方案提供支持。