氣液固三相的攪拌混合行為是指氣體被通入液體中，同時(shí)又有固相溶解或生成，或者都參與化學(xué)反應的過(guò)程。對于有氣體排出的行為一般不需要攪拌。氣液固三相的攪拌混合行為主要關(guān)注的是由攪拌器產(chǎn)生的流型怎樣影響

(1) 分散：容器中的氣體分散受固體顆粒濃度和粒徑分布的影響。

(2) 懸?。喝萜髦泄腆w顆粒的懸浮受氣體速率和和氣泡大小的影響。

三相體系常常涉及多個(gè)攪拌器的使用，分別實(shí)現氣液分散和固液懸浮。

1、臨界轉速

在三相混合體系中，存在兩個(gè)臨界轉速：氣體分散的臨界轉速和固體顆粒的臨界懸浮轉速。顆粒密度和液體密度的相對大小對臨界轉速的影響十分顯著(zhù)。當顆粒密度遠大于液體密度時(shí)，顆粒懸浮比氣體分散困難，而且通氣對顆粒懸浮產(chǎn)生不利影響。若兩者密度接近時(shí)，顆粒的懸浮比氣體的分散容易。而且氣速越大，顆粒懸浮的臨界轉速越小。

2、三相攪拌設備

主要包括釜、槳、分布器和擋板等。釜型多為平底或碟底的直立圓筒容；常用的槳型有直葉圓盤(pán)渦輪，上推式斜葉圓盤(pán)渦輪，下壓式斜葉圓盤(pán)渦輪，上推式斜葉形式渦輪，下壓式斜葉開(kāi)式渦輪，推進(jìn)槳，三葉后掠槳等；擋板有平擋板和指形擋板;氣體分布器有單孔垂直管、水平管、水平交又管、分布環(huán)、同心分布環(huán)簇和錐型分布器，此外采用指形擋板時(shí)多用指形擋板兼作分布器。

2.1 釜

釜底形狀對顆粒的懸浮影響很大，這是因為攪拌器產(chǎn)生的流型是流線(xiàn)型，平底釜的非流線(xiàn)形狀對攪拌器產(chǎn)生的流型是不利的，可使液流速度降低。而顆粒懸浮的前提是顆粒在釜底的滑移，滑移的動(dòng)力是流液速度，因此平底釜對顆粒的懸起是不利的，會(huì )在釜底中央或釜底邊壁形成沉積的顆粒帶，這些顆粒最難懸浮，故平底釜的懸浮性能比球底釜、碟底釜的差。同樣氣量時(shí)，釜徑越大、氣速越低、氣體對顆粒懸浮的影響越小。

.2.2 攪拌器

采用直葉圓盤(pán)渦輪和上推式斜葉圓盤(pán)渦輪時(shí)，最后懸起的粒子位于釜底中心附近的環(huán)形帶上，而采用下壓式斜葉開(kāi)式渦輪時(shí)則位于釜底壁角上。這說(shuō)明采用不同攪拌器時(shí)，顆粒的懸浮難點(diǎn)和分散途徑是不同的，從流型角度來(lái)研究顆粒的懸浮分散是比較合適的。

2.3 氣體分布器

有分布器但不通氣時(shí)，位于釜底的分布器對顆粒的懸浮造成了很大的阻礙作用，需要更高的轉速才能使顆粒懸起。分布環(huán)離釜底的距離過(guò)小時(shí)不利于粒子的完全懸浮。氣體分布環(huán)的直徑越大、環(huán)上開(kāi)孔越多，臨界轉速就越低，這是因為采用大分布環(huán)時(shí)從環(huán)孔噴出的氣泡相對來(lái)說(shuō)速度較低，孔數越多，從環(huán)孔噴出的氣泡速度也越低，對釜底的顆粒懸起影響較小。

3、操作工藝條件

從臨界分散轉速角度看，不同工藝條件時(shí)最佳的結構變量是不同的，低氣量時(shí)下壓式渦輪不錯，高氣量時(shí)上推式渦輪最好，這是由于氣量很高時(shí)氣升作用很強，只有把氣升作用與攪拌作用協(xié)調起來(lái)才能取得最佳的效果。

此外，各種氣體分布環(huán)中以大分布環(huán)為優(yōu)。

4、典型的氣液固三相攪拌反應

液相催化加氫是典型的氣液固三相攪拌反應，液相加氫技術(shù)已廣泛代替鐵粉、硫化堿、水合肼等傳統還原法，可減少三廢排放90%以上，并提高了產(chǎn)品收率與質(zhì)量。該技術(shù)主要用于炔烴、芳烴和含氰基、硝基、亞胺基、羰基等不飽和化合物的還原。

液相催化加氫中，氣相為氫氣，固相為催化劑顆粒。在各種加氫設備中，最為典型的是自吸式攪拌器和軸流槳的組合。反應器示意圖見(jiàn)下圖。

由于通入的氫氣相對有限，這可能會(huì )嚴重制約反應速率的提高，使用自吸式攪拌機將釜內液面上的氫氣重新吸入并分散于液相，可大幅度提高氣含率和氣液相的接觸面積，從而達到提高反應速率的目的。

如果液體較深的話(huà)，自吸式攪拌器的吸氣效果和對氣體的分散效果會(huì )大大降低，此時(shí)需要配以軸流槳以改善流型、增加吸氣及氣體分散效果。

自吸式攪拌器和軸流槳的組合式反應器的典型應用有對氨基甲苯、間氨基甲苯、3,3'-二氯聯(lián)苯胺(DCB)、天然VE轉型、鄰氨基苯甲醚、對氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)、EDB、脂肪氨、異丙甲草胺、普魯卡因、鄰氨基對叔丁基苯酚等。