水合物是指小分子气体（CO₂、H₂S、N₂等）与水在一定温度压力下生成的一种冰状结晶物质。水合物技术在天然气储运、气体分离、海水淡化、溶液增浓方面有广阔的应用前景。水合物技术产业化的关键是大规模快速生成水合物。因此,水合物反应器的研究与开发尤为重要。水合物反应器是一种典型的气液固三相反应器,工业上采用的常规反应器有喷淋式反应器、板式塔反应器、鼓泡床反应器。为了提高反应器的传质性能和水合物的生成速率,中国石油大学（北京）提出了一种高效组合式水合物生成反应器,前人已对底部气液环流区的流体力学和传质特性展开了研究,本课题在其基础上进一步对喷淋-撞击反应区展开研究。喷淋-撞击区由喷头和带孔锥形筛板组成,通过溶氧法和电导探针法考察喷淋-撞击区的体积传质系数、局部液含率,并通过U型压差计测量气体通过第一组筛板的压降。根据操作气液量和实验现象建立喷淋-撞击区的负荷性能图,将操作区域划分为清液区、湍动-弹溅区、不稳定区。实验结果表明,当操作区域由清液区进入到湍动-弹溅区时,体积传质系数急剧增大,对体积传质系数、压降和操作稳定性等进行权衡可得,湍动-弹溅区为适宜的操作区域。通过反应器结构优化实验得出的最佳内构件参数为:喷头与反应器横截面的面积之比χ-0.11、喷头开孔率φ-0.0021、喷头-筛板间距H-100 mm,筛板角度θ-15°。此外,本文提出了传质区体积传质系数的经验关联式和半经验模型。