纳米颗粒属于Geldart颗粒分类中的C类颗粒,通常是指粒径在0.1～100 nm范围内的固体颗粒,这类颗粒具有许多优异的物理和化学性能,因而在许多领域具有广阔的应用前景。但是由于粒径较小而导致颗粒间作用力巨大,易团聚,使其应用受到限制。可以采用流态化技术来改善上述状况,流态化技术作为一种强化气固接触的手段,在超细颗粒制备、处理和应用方面都具有独特的优越性。本实验以非磁性纳米SiO₂、ZnO、TiO₂、Al₂O₃及磁性纳米Fe₃O₄、Fe、Ni为原料,首先考察他们在直径为5 cm的圆柱型有机玻璃流化床中的流化性能,发现在低气速下床层易形成活塞、沟流和大聚团,压降波动较大,增加气速,鼓泡加剧,床中出现分层和扬析现象,聚团尺寸大,固定床较高,床层膨胀较小,流化效果较差。采用外加能量（磁场）的方法来改善纳米颗粒的流化性能,轴向磁场由电磁线圈产生,添加直径2 mm的钢珠作为磁响应性物质,磁性大颗粒在磁场的作用下振动,并且颗粒群可以成链排列,类似于具有一定强度的沿磁力线方向排列的链状结构物,从而可以破碎大聚团、活塞和沟流,使气体更均匀地流过床层,抑制鼓泡和扬析的发生,促进流化效果的改善。实验中所用的磁场强度范围是0.0477T—0.0715T,磁性大颗粒的添加量在20%—70%之间,考察了表观气速、磁性大颗粒的添加量及磁场强度对纳米颗粒流化性能的影响。首先研究纳米颗粒单组分在磁场作用下的流化,发现非磁性及磁性纳米颗粒的流化性能均有所改善,但具体情况不同,纳米SiO₂的流化性能改善较明显,聚团尺寸减小,最小流化速度降低,床层膨胀比增大,可以达到APF流态化类型,ZnO及TiO₂的流化性能有所改善,但不是很理想,Al₂O₃及磁性Fe₃O₄的密度较大、透气性较差,流化性能的改善不明显。采用颗粒混合的方法进一步进行研究,把ZnO、TiO₂、Al₂O₃与流化性能较好的SiO₂混合,流化性能较差的磁性Fe₃O₄与非磁性纳米颗粒混合。实验发现在磁场的协助作用下,不同种类的纳米颗粒混合后流化性能得到改善,混合较均匀,一定添加量、磁场强度和气速共同作用下床层达均匀流化,压降平稳,膨胀比较大,其中非磁性颗粒组合中ZnO达60%时流化仍较好,TiO₂、Al₂O₃的添加量则不易超过50%,最后对纳米颗粒流化中的协同作用进行了分析。运用Richardson-Zaki方程对混合体系的散式化程度进行了验证、分析。床层静力分析与Ergun公式相结合得到最小流化速度公式,然后提出了APF与ABF两种流态化类型的纳米颗粒混合后其最小流速的计算模型。