简介

滴流床反应器是一种气液固三相固定床反应器，液体向下以液膜的形式通过固体催化剂，气体多数以并流的形式向下流动。滴流床反应器中的液膜通常很薄，总的传质和传热阻力相对较小，气体在平推流条件下操作可获得较高的转化率；同时由于持液量小，可最大限度降低均相的副反应；并流操作的滴流床也不存在液泛问题。由于滴流床反应器具有上述优点，其在化工行业，特别是各种加氢装置中得到广泛的应用。

但是在大型滴流床反应器中，低液速下容易导致液体分布不均匀，出现沟流和短路现象，从而使催化剂无法完全润湿，催化剂的利用率以及反应转化率降低，也容易导致反应器内径向温度分布不均匀，形成局部热点，加速催化剂失活，而催化剂上层的气液分配盘是反应器中的关键内构件，直接影响催化剂的效率。目前，工业上应用最广泛的分布器有两种：一种为溢流型，另一种是抽吸型。其中抽吸型分布具有良好的宏观分配均匀性，但分布器压降较更高，且对工况变化较为敏感，操作弹性相对较差。溢流型分布器操作弹性相对较大，压降相对较小，但分布器对液层高度敏感。

现有关于滴流床气液分布器的研究主要以抽吸型分布器为基础开发新型气液分布结构，对于低压降的溢流型分布器研究相对较少。

优点

在有催化剂粒子填充的滴流床反应器中，由于气液并流向下流动产生的压降较小，且不易液泛，因而是滴流床最广泛使用的操作形式。滴流床主要的优点是：

（1）气液流动均接近活塞流，在单个反应器中，可以获得高的转化率；

（2）由于存液量小，即液固比小，若存在液相均相副反应时，不致于对目的产物的收率产生大的影响；

（3）液体呈膜状流动，从而气体反应物通过液相扩散至固体催化剂外表面的阻力较小；

（4）如果温升明显，可以通过循环液体产品，或从反应器侧面加入“骤冷剂”来控制。由于液体的循环，使反应器性能更像连续搅拌槽反应器。因而需要高转化率时,不采取液体产品循环；

（5）压力降较小，以至整个床层压力较为均匀；

（6）在反应器中，气体和液体分布均匀，液体能均匀而充分地润湿催化剂。

应用

滴流床反应器是应用得最广泛的气液固三相反应器，它在化工过程，尤其是在石油炼制和石油加工过程中有着广泛的应用。例如，各种石油馏分（液相）与氢气（气相）在固相（催化剂）上进行加氢脱硫、加氢精制和加氢裂解等。在其它领域，如生化工程、能源转换和废水废气的净化等，也愈来愈多地使用滴流床，近年国外也有人用滴流床进行湿法冶金的浸取过程。

滞后现象

滴流床反应器存在压降和持液量的滞后现象，尤其是滞后现象的存在使得滴流床反应器的设计非常复杂。Kan和Greenfieldf 首先观察到在给定气液流速下，压降的大小与达到状态的方式有关，并将滞后现象解释为气体流道的曲折因子的不同。尤其是在固定液体流速，系统的流体力学性能强烈地依赖于过程所达到的最大的气体流速。

Kan和Greenfielrl提出了关联式来计算压降和持液量，在该关联式中引入了最大的气体流速作为额外的参数。Levec等将滞后现象归因于滴流床的不完全润湿和气一液一固接触角的不同，并且解释了床层的不完全润湿的原因。Christensen等也观察到了滴流区的滞后现象，并采用溪流和膜流来解释滞后现象。Chu和Ng将滴流床反应器模型化为一系列的倾斜的管道，滞后环的上下支分别对应于射流和膜流。Reddy等分析了流动的滞后现象和液体流动结构之间的关系，并且试图协调Kan和Greenfield与Christensen等的解释。

王蓉和毛在砂等指出气液流速，液体的物理性质和操作模式都影响滴流床反应器的滞后行为，其中液体流速是最重要的影响因素。滞后行为在大颗粒填充床上不太明显，并且在脉冲流区消失。滞后行为的产生是由于在填充床内气液流动的不均匀分布。根据实验数据和流动结构的分析，提出了滴流区压降的平行流区模型，并且从理论上预测的压降滞后环路与实验结果吻合的很好。Maiti等 引入了参与颗粒和非参与颗粒的概念，以及液体在多孔介质和无孑L介质上扩散的原理，来描述填料的多孔本质在滴流床反应器滞后行为中的作用。

滴流床的数值模型