鼓泡塔反应器（Bubble Column Reactor），是常用的多相传质反应设备，是气液两相进行质量、动量与能量传递以及化学反应的重要设备。本文以自主设计的超声鼓泡塔为主要反应设备，空气-氨混合气和水两相体系作为研究对象，采用双电导探针气泡特征参数测量仪进行实时检测，在不同超声频率组合下以及在有无添加剂作用条件下，研究了：（1）气泡特征参数(气泡直径D₃₂、气泡上升速度V_ave、界面浓度aL与气含率ε_g)随表观气速U_g、鼓泡塔轴向和径向位置的分布规律；（2）利用紫外分光光度法测定鼓泡塔内氨水浓度分布规律；（3）得到氨在水中的气相体积传质系数规律。（4）利用MATLAB软件编程，对空化气泡壁运动进行数值模拟。为深入探讨超声场与添加剂偶合作用强化氨传质吸收机理，为此类传质反应器设计与放大，及工业应用提供理论指导。实验结果表明：（1）利用ε_g-U_g对应关系法，在超声作用下，当表观气速超过0.06m/s时，鼓泡塔流型由均匀鼓泡型进入湍动形态；无超声作用时，流型的转折点为0.05m/s。（2）在不同频率超声场作用下，气泡特征参数随表观气速的变化呈先增大后平缓的趋势；在与塔底分布板轴向距离小时气泡特征参数增速较慢，与分布板距离大时，增速加快；在径向位置上，气泡特征参数呈中心峰分布规律。随着添加剂尤其是正辛醇的引入，气泡直径D₃₂与气泡速度V_ave呈现出降低的趋势，界面浓度aL与局部气含率g呈现上升趋势，当添加剂浓度超过0.1%后，气泡特征参数值基本保持不变。（3）鼓泡塔内氨水浓度总体是随着表观气速的增加而增大，表观气速超过0.06m/s时，塔内氨水浓度值趋于稳定；随着与分布板轴向距离的增加，氨水浓度呈下降趋势。乙醇、丙三醇与正辛醇都能提高鼓泡塔内氨水的浓度。特别是正辛醇的加入导致塔内氨水浓度有大幅上升。超声场作用下，鼓泡塔内声场分布更加均匀，各种化工传质效应得到增强，导致鼓泡塔内氨水浓度得到进一步的提高。（4）随着表观气速的增大，气相传质系数K_ya呈先增大后不变的趋势；超声波的引入，尤其当超声频率组合为20-50-100kHz时，产生空化和扰动等传质强化效应，导致气相传质系数K_ya显著提高，提高到165%；引入正辛醇等添加剂后，气相传质系数K_ya得到进一步增加，增加到260%。（5）通过对超声空化气泡壁运动进行数值模拟，发现单一增加声场频率并不一定能加强超声空化效果，多频超声作用下气泡壁面的运动更加剧烈，造成的机械扰动更加明显。强烈振荡效应进一步促进气含率的上高，对于气液相间的传质是有利的。本文研究结果表明超声场能够产一系列化工传质效应，影响了气泡特征参数与气相体积传质系数的分布。添加剂与超声场的协同作用，能进一步改善鼓泡塔内气泡特征参数的分布状况，从而有效的促进气液两相传质过程的进行。同时本文通过求解空化气泡运动方程，分析了空化气泡在不同频率超声波作用下的运动规律，所得结果为进一步的研究提供了一定的基础。