組合槳被開發(fā)出來后,催化劑懸浮與氫氣分散的問題同時得到了很好的解決,在液相催化加氫中逐漸得到應用。其中應用泛的是兩層攪拌器,下層為軸流式攪拌器,用于固體懸??;上層為徑流槳,用于氣體分散。
采用這種組合時,下層槳將上層槳有效分散的氣體循環(huán)進入下部區(qū)域,在下部分散不良而凝并的氣泡進入上部區(qū)域后又重新被高剪切的槳所分散而再一次循環(huán),因此可有效延長氣相停留時間,提高氣含率,有利于氣液傳質(zhì)比表面積的增加。在這種組合中,下層軸流槳的排出流方向?qū)σ合啻呋託渲械臍庖簜髻|(zhì)有重要影響。
排出流向上時,流體流動幾乎為軸向流;而排出流向下時則帶有較多的徑向流成分,有較強的分區(qū)傾向,且區(qū)間混合效果與徑向流槳相似。因此,排出流向上可比向下攪拌能更有效地促進全釜循環(huán)、延長氣相的停留時間從而提高攪拌釜的氣含率。
組合槳的選用還受到通氣位置與通氣量的影響,只有把氣升作用與攪拌作用協(xié)調(diào)起來才能取得的效果。在反應釜中,主體流動是催化劑顆粒懸浮起來的動力,在小通氣量時,氣升作用使催化劑顆粒懸浮變得更加容易,而大的通氣量可能會惡化催化劑的懸浮效果。
但是,由于氣液的不相容性,且密度差別非常大,氫氣僅在上升過程中得到組合槳的分散而反應,大量未反應的氫氣聚積在反應器內(nèi)的上部空間,嚴重影響了反應速率和效率。因此,很多科研人員開始考慮開發(fā)新的設備以提高氣液相的接觸面積,從而提高反應的時空收率。