褐煤通过氧化氨解可以制备高氮含量的缓释腐植肥，该反应是典型的气-液-固三相反应，气液传质过程对反应速率有显著影响，而下喷式环流反应器具有气相停留时间长、传质性能高、物料混合均匀、操作简单、维护方便等优点，是一种较理想的褐煤氧化氨解反应器。作者根据褐煤氧化氨解的反应特点设计了一套带DCS控制的下喷式环流反应器中试实验装置，进行了较详细的冷模研究和初步的热模实验。冷模研究分别考察了空气-水两相体系中内循环液速、气含率和气液体积传质系数以及空气-水-褐煤三相体系中气含率、气液体积传质系数的变化规律。研究表明：内循环液速主要由喷嘴喷射速度所决定，并随表观气速的增大而增大；气含率随着喷射速度和内循环液速的增大而单调增大，表观气速对气含率的影响存在最优值，随表观气速的增大呈现先增大后减小的特点，固含率对气含率的影响也呈现类似的特点；气液体积传质系数K_Lα随喷射速度和内循环液速的增大而增大，随着表观气速的增加呈现先增大后减小的趋势，且外喷嘴位置对其有显著的影响，而固含率对其影响并不明显。本文还分别建立了反应器的气液传质模型和内循环流动模型。气液传质模型根据下喷式环流反应器的特点将气液传质分成喷射区(包含喷嘴内部混合区)传质和反应器主体内传质，喷射区的气相和液相均采用全混流，反应器主体的气相和液相均采用带循环的平推流，以此推导建立了完整的动态气液传质模型。内循环流动模型根据柏努利方程推导得到如下关系式：并由部分实验数据回归出了内循环流量与外循环流量的关系：热模实验初步考察了反应时间、反应温度、氨水浓度等对氮含量的影响。结果表明：在本实验条件下，产物中的含氮量随着反应时间的延长而增加，但存在一个最佳反应时间；随着反应温度的升高和氨水浓度的增加，氮含量均增加，但增加并不明显，表明褐煤的氧化氨解是典型的传递控制过程。冷模以及热模实验的结果可以为以后的工业放大提供理论基础。