江澜，罗勇，邹海魁，孙宝昌，张亮亮，初广文

（北京化工大学教育部超重力工程研究中心，北京100029）

引 言

化工产品的制造大多数依赖于催化反应过程，约有80%的化学反应为催化反应过程。多相催化反应主要涉及多相传递过程和反应过程[1]。针对某些催化反应体系，当催化剂用量比较低时，反应速率随着催化剂用量的提高而提高，反应处在反应动力学控制的阶段；当进一步提高催化剂用量时，反应速率提高的速度逐渐放缓，反应处于传质控制阶段[2]。以气液固三相催化反应体系为例，宏观反应速率如式(1)所示，其总的阻力[式(2)]主要包括气液传质阻力、液固传质阻力和用效率因子修正过的化学反应阻力[3]：

经典的多相催化反应器包括固定床反应器[4]、流化床反应器[5]、浆态床反应器[6]、鼓泡塔反应器[7]等。随过程强化技术及理论的发展，出现了超重力反应器[8]、微通道反应器[9]、喷射反应器[10]、微波反应器[11]等多种新型多相催化反应器。其中，超重力反应器作为一种典型的过程强化设备广泛应用于气液、气固和气液固等多相催化反应过程中，后文详述。

1 超重力过程强化技术

超重力技术的核心装置是旋转填充床(rotating packed bed,RPB)，通过转动体的高速旋转产生百倍至千倍于重力加速度g的离心力场来模拟超重力环境。在离心力的作用下，液相被填料剪切形成液膜、液丝、液滴，产生巨大和快速更新的相界面，极大地强化了相间传质。相较于传统的塔器设备，相间传质速率可提高1～3个数量级[12-18]。……