气提系统是用于气-液或者气-液-固相过程的接触性反应装置,具有结构简单、造价低、易密封、能耗低等优点。气提系统有利于反应物的混合、扩散、传热和传质。因此气提系统在工业上得到了广泛的应用,对其进行深入研究对于此类反应器的设计和放大具有重要意义。表征气提系统内流态、传质和混合性能的参数包括气含率、表观气速、循环液速、液位差等以及操作参数和结构参数如高径比、管径比等。本研究对气提装置进行优化改装,在不同条件下对操作参数与结构参数进行冷态模拟研究,并将试验结果初步应用于工程实践中。在空气-水体系中,研究了不同有效水深、管径比和高径比时,表观气速、液体循环量(液体循环液速)、气含率、液位差之间的关系。研究结果表明,在一定的有效水深条件下,当气速比较低时,上升管中的局部气含率随着表观气速的增加而增加,但是随着表观气速的继续增大,到通气速度达到0.017~0.021 m/s时,气含率的增幅比较大;液体循环速度随着表观气速的增加而增加,根据实验数据得出上升区液体循环速度与表观气速的关系式为:液位差随着表观气速的增加而增加,并且其增幅比较大。在不同有效水深的条件下,液体循环量随着表观气速的增加而增加,并且其变化趋势是一致的,但是当有效水深为160 cm时,其增加的液体循环量相对有效水深为161 cm时更快;而气含率受到有效水深的影响比较小。在相同的表观气速条件下,上升管高径比较大时,随着表观气速的增加,其液位差、液体循环量的增加得越快;高径比大的上升管,其局部气含率随着表观气速的增加比高径比小的要快。在相同有效水深和表观气速的条件下,管径比越大,液体循环量越大;随着管径比的增加,上升管的气含率却随之下降;管径比越小,液位差就越大。气提系统应用于某化工厂的废水处理工程,通过运行可知处理结果好,能够满足工程的需要,为气提系统的工业化应用提供了参考。