在化学反应工程中，有一类反 应同时涉及到流体和固体，这类反应通常需要专用的反应器进行实现。用于实现气体和固体反应的装置主要有三种：固定床、移动床和流化床。流体和固体相对运动时，固体静止不动的反应器叫做固定床反应器；而在堆积状态下，物料缓缓下移，流体通过物料缝隙的运动，则称作移动床反应器；而固体在流体的带动下，呈现出类似流体的形态和性质的反应器，则被称作是流化床反应器。
流化床内部的流态具有多种形式，随着流速的增快和颗粒间孔隙率的增加，流化床的流态不断的发生变化[1]。流态随着流体速度和孔隙率的增大的变化如图2所示。
图1 流化床内流态随着流体速度和孔隙率的变化
当气速小于初始流态化速度时，气体对于颗粒的曳力小于颗粒的重力，此时气体的压降非常稳定，并且随着气体流动速度的增加而增加，此时床层的状态为固定床；随着气速的增大，当曳力开始大于颗粒的重力时，此时床层内并没有鼓泡，只是整个床层均匀膨胀，整个床层内的压降稳定并且较小，这种床层状态被称作散式流态化；当气体的速度进一步提升直至大于最小鼓泡速度，整个床层会有明显的气泡产生，并且气体的压降波动明显， 凡是出现鼓泡的床层都被称作是鼓泡床，具有鼓泡状态的气固流态化被称作是聚式流态化；继续提高流速，床层表面将会变得更加模糊，颗粒的夹带速度更快速，如果没有颗粒的补充，床层会被很快吹空，这个单个的床层被称为快速流态化，而通过相应的气固分离设备（旋风分离器）和伴床，可以构成一个循环，这样的循环被称作是循环流化床；继续提高流速，当达到床层的上下部的压降一致时，床层的轴向分布均匀，此时达到气力输送状态。
在化工产业中应用比较多的流化床形式是湍动流化床和循环床。湍动床中小气泡和乳相之间的边界变得较为模糊，气穴中含有更多颗粒，同时乳相中也含有更多的气体，并且气体在不断的破碎、聚并中交替上升，同时气体体积的减小使其上升速度缓慢，增加了床层的膨胀。因此湍动床相对于其它的流化形式气固接触更加充分、气体短路少，被认为是较鼓泡床来讲性能更加优秀的气固反应器。
循环流化床通常由提升管、气固分离器、伴床和颗粒循环控制设备构成，其结构如图2所示。其中的提升管充当了流化床设备，并且其中的流态属于快速流化床。快速流化床的优点是高效、提升管内没有气泡，因此提升了整个设备的稳定性。而快速流化床在开始时由于粉尘捕集、催化剂循环困难、催化剂活性比较低等问题，其使用范围受到很多限制。后来随着多种技术的进步，快速流化床在上世纪50年代末南非运行的费托合成装置中正式得到应用。
图2 循环流化床锅炉示意图
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