如前所述，目前微通道反應器尚沒有適用于工業(yè)化生產(chǎn)的氣液反應結構，因此針對氣液反應我們不得不采用一些效果較差的其他方案，在這其中主要以噴射式反應器與超重力反應器為主。在這其中噴射式反應器流程更加多樣，適用范圍更加廣泛，我個人接觸較多也更加熟悉，所以首先介紹。

在說氣液反應器前我們從反應工程的角度來看看氣液反應器的一般特點。在講微通道反應器的時候我已經(jīng)有過大概介紹，在這里我做個總結。

1.氣液傳質一般對反應速率有較大影響，對氣液傳質有強化要求

我們現(xiàn)實生產(chǎn)中有價值的氣液反應主要是加氫，氧化，氯化，部分烷基化等，這些工藝中加氫與氧化是最有可能形成清潔生產(chǎn)工藝的流程因此最有用。但是偏偏無論氫氣氧氣在溶劑中的溶解度與溶解速率都非常低，這樣就會限制本身反應的速度。舉個例子，就像我們去食堂吃飯，我們吃飯的速度是比較快的，但是廚房做飯的速度跟不上，最后導致就餐過程中效率低下。因此對于氣液傳質過程一般要求強化氣液混合過程。

2.整體反應較慢，需要一定的停留時間

由于氣液傳質是非均相過程，反應整體速率較低，此外很多氣液反應中還需要添加非均相的催化劑，還存在反應物從液相擴散到催化劑表面的過程，因此大部分氣液反應速率較低，停留時間在10min以上。在如此長的停留時間下，采用管道反應器或微通道反應器限制就非常大了。

3.反應熱效應不顯著，對于換熱要求不高

由于反應過程本身速度較慢，因此即使反應放熱，只要反應熱不高到離譜反應整體熱效應并不顯著，因此對與換熱要求不高。當然這也有例外，那就是磺化，現(xiàn)在有三氧化硫磺化的新工藝，這個工藝放熱很強因此對于這種過程需要對系統(tǒng)進行特別設計，采用其他方案。

所以如果對一個氣液傳質過程的反應系統(tǒng)進行總結的話，它應當具有的特點就是：能夠強化氣液混合，保證一定的停留時間，具有比反應釜強的傳熱能力，可以在氣液液固三相下進行操作。目前來看，噴射式反應器可以滿足以下幾點需求，一個噴射式反應器流程的組成主要依賴氣液混合噴嘴。

氣液混合噴射器的原理類似于文丘里噴嘴，但在結構設計上要求盡可能強化氣液混合效果，會在吸氣量上做一個妥協(xié)。 液體以一定速度通過噴射口，由于射流作用會在局部形成負壓，用于卷吸氣體。氣液兩相在混合管內劇烈混合完成氣液傳質過程，在喉管內部氣液兩相停留時間為秒級，傳質系數(shù)可達20左右。

可以說氣液混合噴射器是一種高效的混合設備，這個設備滿足了氣液傳遞過程的要求，以此為基礎，我們可以通過一系列的流程組織，進一步滿足反應要求的換熱及停留時間需求，最終形成一個以噴射器為核心的流程。

對于底物濃度較低的快速反應，液體一次通過噴射器就可以完成反應，這種情況下可以直接將噴射器安裝在管道上形成管道式反應器，流程簡單經(jīng)濟。在工業(yè)中部分臭氧投加以及純堿工業(yè)中的氨氣吸收過程現(xiàn)在都采用類似設備。

對于反應速率較低的反應，一次通過噴射器不足以使底物達到較高的轉化率，因此需要增加一臺循環(huán)泵，不斷使底物進行循環(huán)。這個過程類似于酸性或堿性氣體吸收用的噴射式吸收塔。此外如果反應要求控制溫度的話可以在液體循環(huán)管道上增加換熱器，由于換熱器的設計與反應器器是分離的，因此換熱的比表面積是明顯高于反應釜的。我們可以給一個較小的反應系統(tǒng)配置一個換熱面積較大的換熱器，變相增加了系統(tǒng)的表面積。

普通反應器換熱面積（比如夾套）受反應器自身尺寸限制，因此比表面積不可能很大。噴射式反應器由于反應器與換熱器分離，因此換熱面積與反應器自身尺寸無關，可以做出較大的比表面積，應對放熱較強的情況。

如果是對于強放熱的反應，比如說我們之前提到的三氧化硫磺化，則需要通過調節(jié)氣液比例來控制反應劇烈程度。甚至有的流程中利用三氧化硫氣體通過噴口，引射液體進行反應。在這種工況下，由于氣液比非常大，相當于一點一點將底物加入反應系統(tǒng)中，以此來控制反應的放熱量。

此外還有各種各樣的流程組織形式，滿足不同的氣液反應過程需要，整體而言噴射式反應器系統(tǒng)是一個靈活度較大的體系。

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