向上流动固定床反应器中压力降与气含率的调控机制及工业应用研究

本文系统研究了向上流动固定床反应器（UFBR）中压力降与气含率的影响因素，通过环管发生器（RTG）和多孔烧结膜发生器（PSG）对比分析气泡尺寸、床层高度、颗粒形状及表观气速（SGV）、表观液速（SLV）的作用机制，揭示了小气泡（d32≈3 mm）降低压力降、提升气含率的规律，并建立了误差±1%（压力降）和±20%（气含率）的工业级经验关联式，为石油加氢等工艺优化提供理论支撑。

　　

Highlight

颗粒特性（尺寸、形状）是调控颗粒床内气泡行为、气含率（gas holdup）和压力降（pressure drop）的核心因素。小颗粒通过复杂孔隙结构抑制气泡聚并，产生滞留时间更长的小气泡，从而提升气含率；而大颗粒会促进气泡合并/破碎，降低气含率。气泡特征（尺寸、速度、停滞）介导颗粒效应：小气泡通过减缓上升速度和最小化摩擦阻力，既能提高气含率又能降低压力降。

Conclusions

颗粒规格（尺寸、形状）对颗粒床的气泡行为、气含率和压力降具有决定性影响。小颗粒通过复杂孔道结构抑制气泡聚并，产生更小且滞留时间延长的气泡，从而提升气含率；而大颗粒因促进气泡合并/破碎而降低气含率。气泡特性（尺寸、速度、停滞）是颗粒效应的关键媒介：较小气泡通过减缓上升速度和降低摩擦阻力，实现气含率提升与压力降降低的双重优化。