一、鼓泡塔的流體力學特性
鼓泡塔的*基本現象：氣體以氣泡形態存在。
基本特性：氣泡的形狀、大小及其運動狀況直接影響宏觀反應過程。
1.流動狀態和氣泡特性
工業鼓泡塔反應器通常在兩種流動狀態下操作，即安靜區和湍動區。
所謂安靜區操作，即鼓泡塔中的氣體流量較小，氣泡大小比較均勻，規則地浮升，液體攪拌并不顯著。在安靜區操作，既能達到一定的氣體流量，又可避免氣體的軸向返混，很適用于動力學控制的慢反應。
所謂湍動區操作，在氣體流量較大時，氣泡運動呈不規則現象，液體作高度地湍動，塔內物料強烈混合，氣泡作用的機理比較復雜，這種情況稱為湍動區。在湍動區氣泡大小不均勻，大氣泡上升速度快，小氣泡上升速度慢，停留時間不等，加之無定向攪動，不僅呈*的液相返混，也造成氣相返混。
2.氣泡大小
氣泡的大小直接關系到氣液傳質面積。在同樣的空塔氣速下，氣泡越小，說明分散越好，氣液相接觸面積就越大。
在安靜區，因為氣泡上升速度慢，所以小孔氣速對其大小影響不大，主要與分布器孔徑及氣液特性有關。
在湍動區，氣泡是靠氣流與液體之間的噴射、沖擊和摩擦而形成。因此在這種鼓泡塔內，氣泡的形狀、大小和運動是各式各樣的，是瞬息萬變的，是隨機的，形成大小不一的氣泡群。
3.氣含率
氣含率的含義是氣液混合液中氣體所占的體積分率，可用下式表示：
式中εG——氣含率；
VG——氣體體積，m3；
VL——液體體積，m3；
VGL——氣液混合物體積，m3。
對圓柱形塔來說，由于橫截面一定，因此氣含率的大小意味著通氣前后塔內充氣床層膨脹高度的大小。對于傳質與化學反應來講，氣含率非常重要，因為氣含率與停留時間及氣液相界面積的大小有關。
影響氣含率的因素主要有設備結構、物性參數和操作條件等。一般氣體的性質對氣含率影響不大，可以忽略。而液體的表面張力σL、粘度μL與密度ρL對氣含率都有影響。溶液里存在電解質時會使氣液界面發生變化，生成上升速度較小的氣泡，使氣含率比純水中的高15%～20%。空塔氣速增大時，εG也隨之增加，但μOG達到一定值時，氣泡匯合，εG反而下降。εG隨塔徑D的增加而下降，但當D＞0.15m時，D對εG無影響。當μOG＜0.05m/s時，εG與塔徑D無關。（因此實驗室試驗設備的直徑一般應大于0.15m，只有當μOG＜0.05m/s時，才可取小塔徑。
4.氣液比相界面積
氣液比相界面積是指單位氣液混合鼓泡床層體積內所具有的氣泡表面積，α的大小直接關系到傳質速率，是重要的參數，α值測定比較困難，人們常利用傳質關系式NA=kLαΔcA直接測定kLα之值進行使用。
5.鼓泡塔內的氣體阻力ΔP
鼓泡塔內的氣體阻力由兩部分組成：一是氣體分布器阻力，二是床層靜壓頭的阻力。
6、返混
鼓泡塔內液相存在返混，所以通常工業鼓泡塔反應器內液相視為理想混合。塔內氣體的返混一般不太明顯，常假設為置換流，其計算誤差約為5%。但要求嚴格計算時，尤其是當氣體的轉化率較高時，需考慮返混。
二、鼓泡塔的傳質
鼓泡塔反應器內的傳質過程中，一般氣膜傳質阻力較小，可以忽略，而液膜傳質阻力的大小決定了傳質速率的快慢。
當鼓泡塔在安靜區操作時，影響液相傳質系數的因素主要是氣泡大小、空塔氣速、液體性質和擴散系數等；而在湍動區操作時，液體的擴散系數、液體性質、氣泡當量比表面積以及氣體表面張力等，成為影響傳質系數的主要因素。
三、鼓泡塔的傳熱
鼓泡塔中的傳熱，通常以三種方式進行：利用溶劑、液相反應物或產物的汽化帶走熱量；采用液體循環外冷卻器移出反應熱，（；采用夾套、蛇管或列管式冷卻器。
鼓泡床中由于氣泡的運動，床層中的液體劇烈擾動。流體對換熱器壁的給熱系數比自然對流給熱系數大10余倍之多，通常它不成為熱交換中的主要阻力。鼓泡塔的總傳熱系數通常為 694～915W/(m2·K)。
半連續鼓泡塔
半連續操作的鼓泡塔反應器是指液體一次性加入，氣體連續通入反應器底部，以氣泡形式通過床層，*后從頂部逸出，直到液相中組成達到要求時停止送氣且將液體作為成品排出反應器。在這種反應器中，氣體是連續投料，液體是間歇投料，故稱半連續操作的鼓泡塔反應器。與均相間歇反應器一樣，每個操作周期由反應時間τ 與輔助時間τ'組成。
式中εG——氣含率；VG——氣體體積，m3；VL——液體體積，m3；VGL——氣液混合物體積，m3。對圓柱形塔來說，由于橫截面一定，因此氣含率的大小意味著通氣前后塔內充氣床層膨脹高度的大小。對于傳質與化學反應來講，氣含率非常重要，因為氣含率與停留時間及氣液相界面積的大小有關。影響氣含率的因素主要有設備結構、物性參數和操作條件等。一般氣體的性質對氣含率影響不大，可以忽略。而液體的表面張力σL、粘度μL與密度ρL對氣含率都有影響。溶液里存在電解質時會使氣液界面發生變化，生成上升速度較小的氣泡，使氣含率比純水中的高15%～20%。空塔氣速增大時，εG也隨之增加，但μOG達到一定值時，氣泡匯合，εG反而下降。εG隨塔徑D的增加而下降，但當D＞0.15m時，D對εG無影響。當μOG＜0.05m/s時，εG與塔徑D無關。（因此實驗室試驗設備的直徑一般應大于0.15m，只有當μOG＜0.05m/s時，才可取小塔徑。4.氣液比相界面積氣液比相界面積是指單位氣液混合鼓泡床層體積內所具有的氣泡表面積，α的大小直接關系到傳質速率，是重要的參數，α值測定比較困難，人們常利用傳質關系式NA=kLαΔcA直接測定kLα之值進行使用。5.鼓泡塔內的氣體阻力ΔP鼓泡塔內的氣體阻力由兩部分組成：一是氣體分布器阻力，二是床層靜壓頭的阻力。6、返混鼓泡塔內液相存在返混，所以通常工業鼓泡塔反應器內液相視為理想混合。塔內氣體的返混一般不太明顯，常假設為置換流，其計算誤差約為5%。但要求嚴格計算時，尤其是當氣體的轉化率較高時，需考慮返混。二、鼓泡塔的傳質鼓泡塔反應器內的傳質過程中，一般氣膜傳質阻力較小，可以忽略，而液膜傳質阻力的大小決定了傳質速率的快慢。當鼓泡塔在安靜區操作時，影響液相傳質系數的因素主要是氣泡大小、空塔氣速、液體性質和擴散系數等；而在湍動區操作時，液體的擴散系數、液體性質、氣泡當量比表面積以及氣體表面張力等，成為影響傳質系數的主要因素。三、鼓泡塔的傳熱鼓泡塔中的傳熱，通常以三種方式進行：利用溶劑、液相反應物或產物的汽化帶走熱量；采用液體循環外冷卻器移出反應熱，（；采用夾套、蛇管或列管式冷卻器。鼓泡床中由于氣泡的運動，床層中的液體劇烈擾動。流體對換熱器壁的給熱系數比自然對流給熱系數大10余倍之多，通常它不成為熱交換中的主要阻力。鼓泡塔的總傳熱系數通常為 694～915W/(m2·K)。半連續鼓泡塔半連續操作的鼓泡塔反應器是指液體一次性加入，氣體連續通入反應器底部，以氣泡形式通過床層，*后從頂部逸出，直到液相中組成達到要求時停止送氣且將液體作為成品排出反應器。在這種反應器中，氣體是連續投料，液體是間歇投料，故稱半連續操作的鼓泡塔反應器。與均相間歇反應器一樣，每個操作周期由反應時間τ 與輔助時間τ'組成。