汽提器是炼油厂流化催化裂化(FCC)装置的重要组成部分,待生剂的汽提效果不仅影响轻质油品的收率和装置经济效益,还影响再生器的烧焦负荷。传统针对圆柱形汽提器的实验研究往往假定内部流场为轴对称分布,因此往往用单一周向测点的径向分布反映整个横截面流场的分布特征,但这实际上忽视了实际工业汽提器内部气固两相流动在周向上存在的不均匀性。另外,前期研究气体返混特性时,往往采用分子量较轻的氢气或氦气,而实际工业装置中的催化剂中吸附和夹带的油气是由不同分子量烃类气体组成的混合气,单一轻质示踪气体显然无法准确反映汽提器内部不同气体之间的竞争吸附和脱附行为。本课题在大型的冷模实验装置中采用高精度压力传感器、多通道光纤探针以及三种不同的示踪气体对三种不同类型汽提器——空筒汽提器、垂直管束构件汽提器、填料构件汽提器内的流动和气体返混特性进行了研究。通过对三种不同汽提器的床层膨胀程度、床层平均密度、压力脉动、固相分率和气泡频率进行对比,分析对比了不同构件对床层内气固流动特性的影响规律。在同一轴向高度的三个不同周向位置示踪气体采样点来分析床层示踪气体周向分布的均匀性,并采用一维轴向扩散模型对气体示踪结果进行处理,进而比较不同类型汽提器以及示踪气体类型对气体返混特性的不同影响。此外,实验还采用两种分布均匀性不同的分布器来考察气体分布均匀性对汽提器汽提性能影响的差异。研究表明:在相同的操作条件下,按照空筒汽提器、垂直管束构件汽提器、填料构件汽提器顺序,床层膨胀率逐渐增高,床层平均密度和压力脉动值依次减小;在气固两相的周径向分布均匀性方面,填料构件汽提器要优于垂直管束构件汽提器,而空筒汽提器最差。对于三种不同示踪气体,采用二氟一氯甲烷作为示踪气体时的气体返混程度最为严重,氦气作为示踪气体时返混程度最轻,示踪气体的吸附性越强,气体返混程度越严重。对于吸附性较强的油气组分的汽提过程,需要进一步延长气固两相接触时间,更需要内构件的结构优化来实现更好的气固接触效果。填料构件汽提器测得的轴向扩散系数最小,垂直管束构件汽提器的轴向扩散系数小于空筒汽提器的轴向扩散系数。填料构件能够有效地破碎大气泡并起到导流以及再分配作用,对于改善气固两相接触和减少气体返混有着明显的效果。在同一汽提器上采用树枝状分布器测试分析得到的示踪气体分布情况、汽提效率、气体返混程度均优于采用环管式分布器得到的结果,这说明具有更好分布均匀性的气体分布器对于提高汽提性能有着积极的作用。