气-液-固多相搅拌反应器在石油化工、生物化工、制药和冶金等过程工业中有着广泛的应用。搅拌反应器内的气液传质过程十分复杂,同时受到搅拌桨类型、操作方式,体系相组成等多方面因素影响。为了提高气液传质效率,众多学者分别对反应器的结构参数和操作参数进行了研究。不断出现的各类新型搅拌较好的提升了传统桨型的功率和传质性能,使得相关化工过程越来越高效节能,随着基础理论的发展和计算流体力学软件的进一步完善,在搅拌桨型的设计上出现了不少新的思路和方法。气液搅拌过程常常会伴随着固体催化剂、生物质等固相的混合,固相的加入进一步增加了传质过程的复杂性,学者们关于不同类型、尺寸以及浓度的固体颗粒对传质影响的结论并不统一。本文在前人研究的基础上,对一类新型圆盘涡轮搅拌桨进行实验研究,测定其在不同条件下的气液分散及传质性能,同时探究固体颗粒加入对气液分散尤其是传质特性的影响,旨在进一步优化桨型,获取各因素对传质性能的定量影响规律,为相关反应器的设计和工业化提供参考。实验主要分为两个部分,首先在内径0.48 m,液位高度也为0.48 m的圆柱形搅拌槽内,研究了桨径为0.19 m的JDT系列桨型在气液体系下的功率、气含率和传质性能,同时研究了固体颗粒的加入对传质性能的影响,并与HEDT和PDT两种桨型进行比较;其次,在已有研究基础上,在槽径为0.48 m,液位高度为0.857 m的搅拌槽内,研究了固体颗粒的加入对HEDT+2WHu三层组合桨传质性能的影响。依据上述实验数据,拟合得到不同影响因素对NP、ε和kLa的关联式。研究结果表明:第一,对于单层桨而言,JDT桨型在气液和气液固三相体系中表现出了较好的功率和传质性能,JDT和JDT-2桨型的RPD较PDT提高4%,较HEDT提高8%。传质和气含率方面,通气量大于0.024 m/s时,JDT和JDT-1桨型较HEDT和PDT提高7%左右。向气液体系加入固体颗粒后,不同桨型的RPD有一定幅度的增大,ε和kLa较两相体系降低约5%,固体颗粒浓度对kLa影响较小。第二,固体颗粒对HEDT+2WHu三层组合桨传质的影响体现在三相时kLa降低,且随着固体颗粒含量的增加kLa呈不断下降的趋势。