板式塔气液相分散均匀性调控一直是工程领域中的关键问题。相分散过程中液滴和气泡的聚并以及板上压力的调控使得气液不均匀分布。传统的气体上行式塔板操作模式虽可通过额外提高气体动能的方式来实现防止泄漏、产生更大传质相界面和提高生产能力的目的,但由于塔内气液相分散过程中极大的自由度,气液分布依旧严重不均匀。要彻底改善这类操作过程的分布性能,就必须分割气液相互作用的影响,通过实现气体的分布均匀,强制调控液体分布的均匀性。以此为出发点,本实验室创新构思了一类板式塔气液传质模式—气体下行式射流与板上液体进行高效率传质的新型模式。本文以传统板式塔构型改造为目标,开展了下行式气液射流相分散传质模式的试验,及结合CFD模拟研究进行相关的开发探索工作。首先从静态单孔气相垂直射流的研究出发通过实验考察单孔射流的主要特征及相关影响因素;同时以CFD数值模拟作为辅助,拓展气液相物性范围,研究其对射流深度的影响。将实验与模拟结合建立单孔气相射流深度的解析模型,用于衡量气液传质效率及效果。结合实验室前期在精馏塔放大效应及射流构型塔板上的研究基础,将气相射流的构型引入到精馏塔气液相传质模型中,构建新型气相射流构型的精馏塔塔板。同时以多孔气相射流CFD数值模拟作为指导优化新型塔板及板上射流元件的相关结构参数,以得到诸多对塔操作有益的效果。将气相射流构型的新型塔板在直径为280mm的小塔上进行试验,观察小试试验中的气液接触状态,并测定相关的塔操作的水力学性能,分析射流构型塔板的压降特性,并建立了液面上射流的压降模型;对板上清液层高度进行分析,探究了气速对本文构建的塔板形式板上清液层高度的影响;同时对塔板雾沫夹带及泄漏情况进行了说明。明确了在固定结构(总喷距和堰高)和固定液量下,只有一个气速点能够达到最优的气液接触传质效果,并对如何确定对应结构和工况下的最佳操作条件方法进行了说明。本文中构建的新型气相射流构型的精馏塔塔板被证明是可靠且有效的塔板结构,有望推广至工业规模。