滴流床反應(yīng)器動(dòng)量傳遞模擬研究與應(yīng)用

劉永宏，馮珂婷，黃風(fēng)林

（1.陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)煉化公司，陜西洛川 727406；2.西安石油大學(xué)，陜西西安 710065）

針對(duì)反應(yīng)體系相態(tài)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等特征選擇、使用適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器可強(qiáng)化反應(yīng)，提高生產(chǎn)強(qiáng)度。滴流床反應(yīng)器中固定堆積的催化劑對(duì)氣液流動(dòng)產(chǎn)生的阻力類(lèi)似填料，分散相液體自上而下以液膜狀通過(guò)填充床層，連續(xù)相氣體以并流或逆流形式通過(guò)床層，通過(guò)液膜與固相接觸發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)器中氣-液-固相擴(kuò)散性能好，具有良好的流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)性能，有效緩解固定床反應(yīng)器徑向、軸向難以克服的壓力梯度、溫度梯度和濃度梯度，改善了反應(yīng)環(huán)境，促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行，應(yīng)用于高溫、高壓、非均相、強(qiáng)熱效應(yīng)的催化生產(chǎn)具有顯著優(yōu)勢(shì)。受反應(yīng)物性質(zhì)及溫度、壓力等操作參數(shù)的影響，滴流床內(nèi)氣相、液相性質(zhì)、流率變化幅度較大，三相間流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)等過(guò)程較單相、兩相反應(yīng)過(guò)程復(fù)雜，床內(nèi)氣、液、固三相軸向、徑向流體分布不均勻，直接影響產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量[1-5]。過(guò)程效率嚴(yán)重受制于反應(yīng)器內(nèi)氣-液-固的流動(dòng)行為，滴流床反應(yīng)器內(nèi)氣-液-固流體力學(xué)行為研究是選擇、設(shè)計(jì)、優(yōu)化反應(yīng)器的關(guān)鍵。

本文借助滴流床反應(yīng)器傳遞模型分析，介紹了床層壓降、持液量、流體分布等流體力學(xué)（CFD）研究成果，以壓降、持液量變化等滴流床反應(yīng)器性能指標(biāo)探討不同模型的適用范圍，理解不同結(jié)構(gòu)氣液分布器對(duì)反應(yīng)過(guò)程的影響，結(jié)合石油化工工業(yè)化進(jìn)程分析、利用滴流床反應(yīng)器強(qiáng)化反應(yīng)進(jìn)行的典型范例。

1 動(dòng)量傳遞模型

滴流床反應(yīng)器中液體潤(rùn)濕固體催化劑表面形成液膜，氣相反應(yīng)物以擴(kuò)散、溶解的形式透過(guò)液相由催化劑外表面向內(nèi)表面擴(kuò)散，吸附于活性中心上發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)流體力學(xué)、催化劑床層特性、相間傳熱傳質(zhì)等擴(kuò)散、傳遞因素通過(guò)作用于宏觀動(dòng)力學(xué)性質(zhì)來(lái)影響滴流床反應(yīng)器的性能。隨反應(yīng)體系的差異，滴流床反應(yīng)器模擬過(guò)程采用的傳遞模型不同，耦合不同傳遞現(xiàn)象的滴流床反應(yīng)器內(nèi)流體流動(dòng)行為的研究對(duì)優(yōu)化、改善反應(yīng)器性能具有重要意義。

1.1 相對(duì)滲透模型

以相間動(dòng)量交換方程即曳力在相界面區(qū)域產(chǎn)生的動(dòng)量傳遞作用為基礎(chǔ)結(jié)合歐根方程單相曳力表達(dá)式、動(dòng)量守恒方程，模擬滴流床反應(yīng)器多相流過(guò)程的準(zhǔn)確度有限。

Saez等[6]視氣、液相均為連續(xù)相，兩相共存且相互滲透，通過(guò)引入相間相對(duì)滲透率，對(duì)歐根方程單相曳力表達(dá)式進(jìn)行修改、確定了歐根方程系數(shù)，較好地描述了滴流床反應(yīng)器中兩相流的相互作用，適用于氣固、液固兩相流體系。氣固、液固相間流體所受曳力均由黏性項(xiàng)和慣性項(xiàng)組成，如式（1）所示，其中：Fi代表氣固或液固等 i相間的曳力作用，kg·m-2·s-2；Rei、Gai分別為i相雷諾數(shù)、伽利略數(shù)；E1、E2為曳力公式中的歐根系數(shù)，與床層固體顆粒形態(tài)有關(guān)分別代表黏性項(xiàng)、慣性項(xiàng)的相對(duì)滲透率；εi代表i相的孔隙率。

假定床層中氣體處于滯留狀態(tài)，液相密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣相密度時(shí)忽略氣相慣性力、黏性力，Saez等建立了如式（2）所示的滯留氣體中動(dòng)持液量預(yù)測(cè)模型，進(jìn)而將慣性項(xiàng)、黏性項(xiàng)相對(duì)滲透率視為相等時(shí)建立了如式（3）所示的滯留氣體動(dòng)持液量δL與相對(duì)滲透率的預(yù)測(cè)模型，同樣將反映床層空隙內(nèi)液體所占體積分率即飽和度與相對(duì)滲透率進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立了如式（4）所示的滴流床反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相并流運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)持液量預(yù)測(cè)模型。

相對(duì)滲透模型通過(guò)引入相對(duì)滲透率將直接反映壓降大小的曳力、動(dòng)持液量與由流速、黏度、密度、系統(tǒng)特性尺寸等組合的雷諾數(shù)、伽利略數(shù)等無(wú)因次準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)，建立的氣固、液固相間壓降和氣體滯留、兩相并流時(shí)體系動(dòng)持液量間關(guān)系，準(zhǔn)確分析、描述了兩相流的持液量和壓降，受制于滴流床多相流運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，難以體現(xiàn)氣液相間作用，描述氣-液-固相間擴(kuò)散、傳遞準(zhǔn)確度有限。

1.2 單縫模型

Holub等[7]假定復(fù)雜床層空隙間的氣液流動(dòng)通道為相同寬度的矩形狹縫，利用矩形狹縫中氣液相的簡(jiǎn)單流動(dòng)來(lái)模擬滴流床反應(yīng)器中氣液相流過(guò)固體顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。狹縫寬度取決于多孔介質(zhì)的孔隙率，狹縫傾斜角與催化劑床層的曲折因子相關(guān)，該幾何模型的比表面積與反應(yīng)器中真實(shí)催化劑比表面積相似，氣、液相流均視為完全發(fā)展的湍流。氣固、液固相間曳力分別由黏性項(xiàng)和慣性項(xiàng)組成，如式（5），式中：d為催化劑顆粒直p徑，m；FGS和FLS分別代表氣固、液固間的曳力作用；μ為流體黏度，Pa·s；u 為流體流速，m/s。

依狹縫中液膜厚度初步判斷動(dòng)持液量的大小，還可根據(jù)衍生的歐根方程預(yù)測(cè)床層壓降和持液量。該模型同樣僅考慮氣固、液固間相互作用，未考慮氣液相互作用，適用于較低操作壓力、氣體在液體中未溶解、難溶解和低濃度物理溶解等低相互作用狀態(tài)的體系。

1.3 雙流體界面力模型

相對(duì)滲透模型、單縫模型均假設(shè)氣液界面剪切應(yīng)力為零，忽略氣液間的相互作用，僅可用于氣液流量較小、完全滴流狀態(tài)。隨操作壓力的增加氣體在液體中溶解度增大，在化學(xué)溶解、分子間氫鍵、締合作用、溶劑化作用等中、高相互作用狀態(tài)下，模型模擬精確度降低甚至完全不符。

為了驗(yàn)證算法對(duì)實(shí)際電路產(chǎn)生的波形的適用性，搭建半導(dǎo)體激光發(fā)射和單元雪崩光電二極管(Avalanche Photo Diode，APD)激光接收板級(jí)測(cè)試平臺(tái)，采集實(shí)測(cè)不同飽和度的波形在上位機(jī)進(jìn)行運(yùn)算.激光發(fā)射電路產(chǎn)生脈沖寬度為10 ns的1 064 nm激光經(jīng)準(zhǔn)直照射到目標(biāo)物，線性APD接收回波信號(hào)產(chǎn)生脈沖電流，經(jīng)過(guò)跨阻放大器和模擬放大電路產(chǎn)生脈沖電壓信號(hào)，通過(guò)控制激光發(fā)射功率和目標(biāo)反射物的距離獲得不同飽和度的波形，由波形采集平臺(tái)對(duì)飽和度50%～1 000%的實(shí)測(cè)波形進(jìn)行采集，在上位機(jī)運(yùn)算.

在高壓或氣相流率較高時(shí)，氣流對(duì)床層流體力學(xué)狀態(tài)影響較大，氣液間相互作用不可忽略。Attou等[8]基于面積平均理論建立的一維物理模型認(rèn)為每相間的曳力均由固體和氣、液流體界面上的作用力和氣、液流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)部作用力等兩部分構(gòu)成，氣固、液固、氣液相間曳力 FGS、FLS、FGL如式（6）所示。

該模型兼顧氣液相互作用合理預(yù)測(cè)了高壓或氣含率高等中、強(qiáng)氣液作用力下氣-液-固流動(dòng)下的壓降，預(yù)測(cè)結(jié)果較其他模型準(zhǔn)確。

多相流復(fù)雜的傳遞現(xiàn)象是模擬的難點(diǎn)、重點(diǎn)。如何選擇合適的傳遞模型成為滴流床反應(yīng)器數(shù)值模擬的重點(diǎn)，借助催化劑顆粒對(duì)氣液分布影響的研究，通過(guò)改變催化劑裝填方式、形狀等已成功實(shí)現(xiàn)過(guò)程的工藝優(yōu)化。

2 壓降和持液量

壓降、持液量的研究將微觀流體流動(dòng)行為與宏觀可操作參數(shù)如進(jìn)料氣速、液速、體系溫度、壓力建立聯(lián)系，為實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程中強(qiáng)化滴流床反應(yīng)器性能提供理論指導(dǎo)。流體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的黏性力和速度變化產(chǎn)生的慣性力、毛細(xì)管力等是床層中氣液、液固、氣固界面壓降產(chǎn)生的主要原因。壓降在強(qiáng)相互作用區(qū)-脈沖區(qū)由慣性力決定，在弱相互作用區(qū)-滴流區(qū)由黏性力和毛細(xì)管力決定[9]。

由存在于催化劑外部的外持液量和存在于催化劑孔內(nèi)的內(nèi)持液量構(gòu)成的持液量是估計(jì)液體反應(yīng)物平均停留時(shí)間和平均液膜厚度的基礎(chǔ)參數(shù)，反映了床層固體有效潤(rùn)濕表面的大小，是表征滴流床反應(yīng)器中傳遞特性的基本參數(shù)。持液量的大小與催化劑表面、床層與流體性質(zhì)相關(guān)。宏觀動(dòng)力學(xué)主要受外持液量的影響，受雷諾數(shù)、伽利略數(shù)等影響而存在于床層空隙可流動(dòng)區(qū)域的動(dòng)持液量和由表面張力、重力等力平衡而滯留在催化劑表面、接觸點(diǎn)處的靜持液量是外持液量的主要組成部分。

壓降大小嚴(yán)重受持液量尤其是動(dòng)持液量的影響，床層內(nèi)保持適宜的動(dòng)持液量是解決壓降與擴(kuò)散、傳遞矛盾的核心。隨床層動(dòng)持液量的增大，氣、液相間分散強(qiáng)化，氣-液-固間擴(kuò)散、傳遞改善，有利于反應(yīng)的進(jìn)行和反應(yīng)器反應(yīng)強(qiáng)度的提高，但氣流經(jīng)通路徑增加導(dǎo)致床層壓降增加，流體輸送能耗增加，反應(yīng)器生產(chǎn)能力表現(xiàn)為先增加而后降低。過(guò)大或過(guò)小的動(dòng)持液量導(dǎo)致固體催化劑液膜厚度增加或未完全潤(rùn)濕，相際傳熱、傳質(zhì)過(guò)程受限，反應(yīng)器效率降低。關(guān)聯(lián)壓降與動(dòng)持液量間關(guān)系研究成為滴流床反應(yīng)器流體力學(xué)研究的主要內(nèi)容。

對(duì)于石油化工過(guò)程的碳三選擇性加氫、烯烴水合、氧化等和石油加工過(guò)程的汽柴油加氫精制、減壓餾分加氫裂化和加氫異構(gòu)等滴流床反應(yīng)器，液相以液膜形式包裹在催化劑表面，氫氣等氣流穿過(guò)液膜與催化劑接觸才能發(fā)生催化反應(yīng)，借助雙流體界面模型，綜合氣液、氣固、液固間曳力作用的壓降、持液量等模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)性好。趙輝等[10]借助加氫裂化滴流床反應(yīng)器對(duì)比分析了三種模型的模擬準(zhǔn)確度，研究表明靜壓力均沿流動(dòng)方向由上到下逐漸降低、變化較均勻；充分考慮氣、液、固相動(dòng)量相互作用的雙流體界面模型的壓降最大、最準(zhǔn)確，單縫模型、相對(duì)滲透模型預(yù)測(cè)的壓降遞減；以不同高度截面液相體積分率表示的持液量均在經(jīng)驗(yàn)值范圍內(nèi)，持液量沿床層由上到下逐漸增加，至床層中部逐漸發(fā)展達(dá)到最大，下部的少量返混使液相體積分?jǐn)?shù)減小，床層底部持液量急劇降低到最小，相對(duì)滲透模型預(yù)測(cè)的持液量在整個(gè)床層均大于單縫模型、雙流體界面模型。氣、液流率變化對(duì)壓降、持液量的影響不同，壓降隨氣、液流率的增加而增大，但持液量隨液相流率增加而增大，隨氣相流率增加而降低[11]。

3 氣液分布

滴流床反應(yīng)器內(nèi)液體潤(rùn)濕固體催化劑表面形成液膜，溶解于液相的氣相反應(yīng)物向催化劑外表面和內(nèi)部擴(kuò)散，吸附于催化劑活性中心上發(fā)生反應(yīng)。液體在非均相傳熱、傳質(zhì)中具有橋梁作用，液體分布不均導(dǎo)致氣液相間，氣、液相與固體催化劑接觸不充分，催化劑潤(rùn)濕不完全，催化劑利用率降低。

通過(guò)滴流床反應(yīng)器的數(shù)值模擬優(yōu)化分布器結(jié)構(gòu)可改善氣液分布不均的弊端。位于反應(yīng)器頂部中心位置的單點(diǎn)入口分布器、含60個(gè)微孔的分布器和均勻分布器等不同結(jié)構(gòu)的入口分布器對(duì)不同氣液作用體系氣液分布的研究表明[12-14]，位于中心線的單孔分布器致使反應(yīng)器大部分區(qū)域無(wú)液相流過(guò)，多孔分布器的分散效果遠(yuǎn)優(yōu)于單孔分布器，均勻分布器易保障反應(yīng)器徑向氣液更快地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的均勻分布；分布器的結(jié)構(gòu)差異對(duì)氣液相互作用弱體系的流體力學(xué)影響很大，隨氣液相互作用增大，分布器結(jié)構(gòu)對(duì)氣液體系的流體力學(xué)影響減弱，但仍可控制多相流的徑向氣液分布。分布器的良好結(jié)構(gòu)為氣液均勻分布提供了可能，改善了氣液間的有效擴(kuò)散，有利于滴流床反應(yīng)器轉(zhuǎn)化率的提高。

4 滴流床反應(yīng)器工業(yè)實(shí)踐

滴流床反應(yīng)器由于擴(kuò)散阻力弱、壓降低、溫升小，轉(zhuǎn)化率高在大規(guī)模加工、高壓操作的非均相催化過(guò)程占據(jù)優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于石油煉制、石油化工、精細(xì)化工以及環(huán)境工程等化工領(lǐng)域。基于反應(yīng)體系、操作條件差異選擇合適的傳遞模型并預(yù)測(cè)不同操作條件下壓降、持液量的變化趨勢(shì)，已成為指導(dǎo)滴流床反應(yīng)器設(shè)計(jì)、應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范。

滴流床反應(yīng)器目前主要用于石油及石油產(chǎn)品在固相催化劑上的加氫過(guò)程。α-甲基苯乙烯加氫生成異丙苯的滴流床反應(yīng)器定態(tài)、非定態(tài)過(guò)程研究顯示液相流率周期性變化的非定態(tài)過(guò)程借助液相與氣相間流動(dòng)的規(guī)律性變化，通過(guò)“滯流”、“激流”的周期性變化，引起氣液傳質(zhì)膜強(qiáng)度的衰減、厚度的減薄，有利于催化劑表面氣、液相反應(yīng)物的擴(kuò)散，催化劑的表面更新，強(qiáng)化了相間混合、傳熱、傳質(zhì)效果，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，相對(duì)于定態(tài)過(guò)程，滴流床反應(yīng)器強(qiáng)度提高[15]。

TBR流體力學(xué)性質(zhì)的高度復(fù)雜性，隨操作參數(shù)、物料性質(zhì)和床層幾何性質(zhì)而變化。以蒽醌加氫反應(yīng)過(guò)程為基礎(chǔ)的脈沖流操作、周期性填充和周期性操作三種非定態(tài)操作方式對(duì)滴流床反應(yīng)器性能的影響表明流體進(jìn)料方式差異顯著影響反應(yīng)器性能[16]。富氣和富液以脈沖流交替通過(guò)催化劑床層，催化劑潤(rùn)濕率高，流體徑向分布均勻，強(qiáng)化氣-固、液-固相間傳質(zhì)，相間傳質(zhì)系數(shù)增大，反應(yīng)更趨于動(dòng)力學(xué)區(qū)域，脈沖流區(qū)表觀反應(yīng)速率明顯大于滴流區(qū)。采用部分循環(huán)進(jìn)料可彌補(bǔ)脈沖流操作反應(yīng)器單程轉(zhuǎn)化率降低的缺陷，改善催化劑的有效利用，全程轉(zhuǎn)化率提高。

提高氣相組分在液相主體中的含量，可克服氣液傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)過(guò)程的限制，強(qiáng)化反應(yīng)的進(jìn)行，汽、柴油的部分液相加氫較氣相加氫改質(zhì)效果顯著提高的工業(yè)實(shí)踐便是佐證。高性能吸收填料與催化劑交替填充，催化劑質(zhì)量空時(shí)收率均比傳統(tǒng)填充高40%以上，當(dāng)采用高性能吸收填料時(shí)可高達(dá)90%以上。周期性填充的TBR反應(yīng)器中液相氫濃度沿反應(yīng)器軸向分布顯示吸收段、反應(yīng)段的氫濃度明顯高于定態(tài)操作，當(dāng)惰性吸收段對(duì)氣液傳質(zhì)過(guò)程的強(qiáng)化作用等于或大于其作為反應(yīng)段的貢獻(xiàn)時(shí)，可以達(dá)到與定態(tài)操作相同轉(zhuǎn)化率。

TBR的周期性非定態(tài)操作能顯著提高反應(yīng)的速率，對(duì)于氣相、液相不同限制性反應(yīng)組分，應(yīng)采用不同的非定態(tài)操作。在相同時(shí)均流量條件下，周期性操作可以有效實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)過(guò)程的強(qiáng)化。在不進(jìn)液料的半周期，催化劑表面液膜厚度很薄，可實(shí)現(xiàn)氣-固相間良好接觸，有效降低反應(yīng)物氣-固相傳遞阻力；在進(jìn)液料的半周期，由于液相流量較定態(tài)操作明顯增大，催化劑潤(rùn)濕效率和液固質(zhì)量傳遞速率明顯增大，較高催化劑表面氣體濃度有利于反應(yīng)速率的提高，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器性能強(qiáng)化。

對(duì)于連串反應(yīng)過(guò)程，采用短周期性操作可有效消除催化劑顆粒間的靜持液量，抑制深度加氫產(chǎn)物的產(chǎn)生，中間目的產(chǎn)物的選擇性可提高10%以上。周期性操作通過(guò)改變反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)情況改善反應(yīng)選擇性，轉(zhuǎn)化率仍受制于反應(yīng)本征動(dòng)力學(xué)的影響。

高選擇性地脫除二烯烴和炔烴而不損失單烯烴選擇性的異戊二烯選擇性滴流床反應(yīng)器反應(yīng)研究表明[17]，氣速較低時(shí)，氣體以鼓泡形式穿過(guò)被液體充滿的顆粒間隙導(dǎo)致氣阻較大、壓降隨氣速的增加而增大；隨著氣速增加，氣體在充滿液體的顆粒間隙形成溝流，氣體、液體間流動(dòng)阻力降低，壓降隨氣速增大而降低。溶解在液相中的氫氣分子擴(kuò)散穿過(guò)液膜通過(guò)孔隙吸附于催化劑活性中心，在活性中心上與吸附態(tài)液相反應(yīng)物作用，產(chǎn)物通過(guò)液相擴(kuò)散到達(dá)催化劑顆粒的外表面，隨向下流動(dòng)的液相主體離開(kāi)催化劑表面。當(dāng)氣速增大時(shí)，反應(yīng)器中氣含率增加，流體可更快地傳質(zhì)到催化劑活性中心上進(jìn)行反應(yīng)，異戊二烯加氫轉(zhuǎn)化率增加；加氫產(chǎn)物分子也更快地穿過(guò)液膜進(jìn)入液相主體，到達(dá)另一個(gè)活性中心進(jìn)行深度加氫，異戊烷選擇性增加。

5 傳遞間耦合

滴流床反應(yīng)器中進(jìn)行的加氫、氧化等多為強(qiáng)放熱反應(yīng)，為避免反應(yīng)器由于傳熱速率低、反應(yīng)速度快導(dǎo)致的“飛溫”現(xiàn)象，選擇合適的傳熱模型并結(jié)合物質(zhì)傳遞、反應(yīng)對(duì)反應(yīng)熱的影響，精確估計(jì)傳熱速率，對(duì)滴流床反應(yīng)器設(shè)計(jì)、放大異常關(guān)鍵。

相對(duì)于攪拌釜式、漿態(tài)鼓泡床等強(qiáng)烈混合過(guò)程的多相催化反應(yīng)器，滴流床反應(yīng)器中相間的相互作用較弱，傳質(zhì)速率比其他反應(yīng)器要低，傳質(zhì)速率成為反應(yīng)的控制步驟，滴流床反應(yīng)器內(nèi)多孔介質(zhì)中的傳質(zhì)模型及含氣液傳質(zhì)項(xiàng)和氣固傳質(zhì)項(xiàng)的氣相傳質(zhì)模型、含氣液傳質(zhì)項(xiàng)和液固傳質(zhì)項(xiàng)的液相傳質(zhì)模型是傳質(zhì)模擬計(jì)算中不可忽視的重要部分。

動(dòng)量傳遞模型中氣、液相間流體流速、黏度、密度等特征參數(shù)嚴(yán)重受床層熱量、質(zhì)量傳遞特性和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程的影響，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，耦合動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳遞模型的滴流床反應(yīng)器數(shù)值模擬的研究、發(fā)展已成為設(shè)計(jì)、改善反應(yīng)器性能的關(guān)鍵，在強(qiáng)化中、強(qiáng)作用力反應(yīng)體系的滴流床反應(yīng)器的反應(yīng)強(qiáng)度中發(fā)揮著重要的理論意義。

6 展望

液體分布均勻性，催化劑床層特性，相間傳熱傳質(zhì)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等均影響滴流床反應(yīng)器性能，耦合不同傳遞過(guò)程的研究為反應(yīng)器設(shè)計(jì)、使用提供了理論支持?；谒?空氣體系建立的動(dòng)量傳遞模型反映了低相互作用體系壓降、持液量等流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)，對(duì)于強(qiáng)放熱反應(yīng)體系及中、高相互作用體系模擬精確度降低，應(yīng)用受限。

反應(yīng)體系的結(jié)構(gòu)、組成及反應(yīng)特征直接影響體系物質(zhì)間相互作用的強(qiáng)弱。原模型僅以黏度、密度等流體特性來(lái)宏觀反映流體結(jié)構(gòu)、組成等差異，未涉及此類(lèi)宏觀性質(zhì)、反應(yīng)體系相態(tài)及相組成等受熱效應(yīng)、體積膨脹等反應(yīng)特征影響隨反應(yīng)進(jìn)程不斷變化，并非定態(tài)的客觀現(xiàn)實(shí)。借助分子結(jié)構(gòu)、多孔介質(zhì)滲流力學(xué)的研究成果，以反映流體間作用強(qiáng)弱本質(zhì)的偏心因子、極化率、溶解度參數(shù)等并考慮其隨反應(yīng)進(jìn)程（熱效應(yīng)、體積效應(yīng)等）變化而建立動(dòng)量傳遞模型已成為滴流床反應(yīng)器研究的新方向，其研究成果模擬中、強(qiáng)氣液作用體系的準(zhǔn)確度顯著提高，客觀準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)氣液體系結(jié)構(gòu)參數(shù)與曳力關(guān)系成為模型的核心。