反应动力学参数的准确获取，对实际工业应用和反应釜的设计具有重要意义。微型流化床等温微分反应分析仪，由于其优异的传热传质特性弥补了现有分析仪器在等温快速复杂化学反应中的不足。气相返混是气固流化床设计中的一个重要问题，气相返混程度的大小，必然会影响化学反应的进程，进而影响反应动力学参数的获取。微型流化床作为反应分析仪的主体部分，深入研究微型流化床内流体流动结构特性、颗粒速度分布特性和气相返混特性等，对微型流化床结构设计与实际应用具有重要意义。论文的主要研究内容和结论如下：
　　1.微型流化床内流动特性研究。基于颗粒轨道模型系统研究了流化介质间摩擦系数和表观气速的大小对微型流化床内流动结构与循环模式的影响，进而对比了微型流化床与常规流化床在流动结构上的区别，并将双流体模型与颗粒轨道模型进行对比，验证双流体模型在气固流态化系统中的适用性。
　　2.微型流化床内非平衡特性研究。通过颗粒速度分布函数偏离麦克斯韦分布的程度来描述，并通过颗粒温度来进一步理解微型流化床内非平衡特性。结果表明，微型流化床内颗粒速度在不同位置和方向上具有不同的分布特性，轴向方向上气固耦合作用剧烈，颗粒系统偏离平衡态。在径向位置上，流化床内中心轴处颗粒脉动较弱，颗粒系统接近平衡态。
　　3.微型流化床内气相返混特性定量研究。基于双流体模型定量考察了微型流化床内气相返混特性，研究发现，微型流化床内，流化介质粒径dp的増大，内径D和静止床高Hs减小，对气相返混具有抑制作用。表观气速Ug由低到高，对气相返混先起抑制作用，后促进作用。进而研究发现，在微型流化床内对流传质速率和扩散传质速率存在协调竞争机制，在低表观气速Ug下，对流传质速率占主导地位，在高表观气速Ug下，轴向扩散速率占主导地位。进一步以空床RTD参数作为标准操作线，结合平均停留时间(t)与皮克列数Pea,g，当峰高E(t)h大于1.25，方差σθ2小于0.25，平均停留时间(t)小于1.2s，皮克列数Pea,g大于30时，微型流化床内气相返混可忽略，气体接近平推流。