1976年,代田公司开发出将二氧化硫的吸收、氧化、中和、结晶以及除尘等几个必不可少的工艺过程合并到一起的单独的气-液-固相反应器,这个反应器即为鼓泡反应器。20世纪70年代以后,又开发了各种各样的改型鼓泡塔(射流喷射型、气液下流型、双管式、多段式、填充式等)和悬浊鼓泡塔等。在鼓泡塔中,气液两相基本呈并流和逆流两种。1987年,在鼓泡塔式生物反应器基础上发展起来处理废水的方法,这些方法进一步提高了处理效率,增强流体流动,强化气液传质。其中气升式循环生物反应器安装上循环管,不安装内循环管则为鼓泡塔式生物反应器。2010年出现的浆态床鼓泡反应器,是一种气-液-固多相反应器,发展至今,已被广泛应用于许多领域,具有结构简单、持液量大、温度梯度小、固相能在线加载以及操作成本低等优点。
由于鼓泡塔结构简单、容量系数大,被广泛地应用在吸收、发酵、反应等化工领域中,将其作为生物反应器的应用也很多。工业上应用的鼓泡塔,按其结构可分为空心式、多段式、气体提升式和液体喷射式。①空心式鼓泡塔,在工业上有广泛的应用,适用于缓慢的化学反应系统或伴有大量热效应的反应系统。若热效应较大时,可在塔内或塔外装备热交换单元。②多段式鼓泡塔,为克服鼓泡塔中出现液相返混现象,当高径比较大时,常采用多段式鼓泡塔,以提高反应效率。③气体提升式和液体喷射式鼓泡反应器,又称环流式鼓泡反应器。常用于反应物为高黏性物系,例如,生化工程的发酵、环境工程中活性污泥的处理、有机化工中催化加氢(含固体催化剂)等,利用气体提升和液体喷射形成有规则的循环流动,强化反应器传质效果,有利于固体催化剂的悬浮,具有径向气液流动速度均匀、轴向弥散系数较低,传热、传质系数较大,液体循环速度可调节等优点。影响鼓泡塔性能的因素有分散气泡的大小、滞气量、气液接触表面积、反应传质特性的容量系数等。重要的工业应用过程有对二甲苯氧化制对苯二甲酸、煤的直接液化、液相费托合成、液相甲醇与二甲醚合成、烃类羰基化反应。