分散相微粒增強氣體吸收機理及預(yù)測模型.pdf

1、在氣體吸收體系中加入活性分散相粒子是傳質(zhì)過程強化的一個重要手段，本文詳細研究了三種不同分散相微粒（反應(yīng)性固體顆粒、吸附性固體顆粒及分散液滴）對氣體吸收過程的增強作用，并分別采用兩種模型，即宏觀模型及微觀顆粒模型，對氣液傳質(zhì)機理進行描述。 宏觀模型立足于整個吸收體系，綜合考慮各種影響因素，所得到的顆粒對吸收的增強效應(yīng)是基于全部顆粒影響的一個宏觀效果。根據(jù)宏觀模型，可以從總體上討論各種影響因素對吸收的影響。微觀模型則基于單個顆粒，考

2、查每一個顆粒對濃度場、速度場的影響，考查顆粒之間的相互作用以及顆粒的屏蔽作用，可以從微觀角度探求顆粒強化機理。兩種模型即可相互檢驗，又相互補充，存在著密切的聯(lián)系。由于顆粒間存在著強烈的相互作用，某一時刻顆粒的吸收強化應(yīng)該是若干顆粒共同作用的宏觀效果，如果僅將各單個顆粒對吸收的影響進行疊加，必然造成很大的誤差，而宏觀模型則可以克服這一不足，從總體角度對微粒的影響進行探索。 對于反應(yīng)性固體顆粒，所提出的模型考慮了顆粒直徑分布及溶解效

3、應(yīng)的影響。當(dāng)顆粒溶解度較大、反應(yīng)速率常數(shù)較大時，顆粒粒徑分布會對吸收產(chǎn)生很大影響。同時當(dāng)顆粒溶解度較大、反應(yīng)速率常數(shù)較大時，顆粒的溶解效應(yīng)對傳質(zhì)的影響不能忽略，若不考慮顆粒溶解效應(yīng)（即恒顆粒模型）所預(yù)測的增強因子將會高于實驗值。 通過不同疏水性能的固體顆粒對氣體的增強作用實驗以及分子篩疏水改性實驗證實了對氣體吸收具有強化作用的顆粒應(yīng)當(dāng)具備兩個方面性質(zhì)，即一定的疏水性和對溶質(zhì)選擇吸附性，并基于這一認(rèn)識，建立了吸附性固體顆粒強化吸收

4、模型，模型不僅探討了各種不同的影響因素，而且合理解釋了增強因子隨分散固體顆粒濃度增加而漸進地逼近一恒定值的現(xiàn)象。 針對液液分散體系強化吸收的特點，作者認(rèn)為造成液液分散體系初始吸收速率下降的原因主要是界面污染，據(jù)此提出了“有效擴散系數(shù)”的概念；同時針對乳液形成機理，認(rèn)為在每一個液滴周圍存在著一層表面活性劑吸附膜層，此膜層阻隔了液液之間的傳質(zhì)速率，使傳質(zhì)阻力增加。 利用攪拌槽反應(yīng)器對CO2在不同的分散體系中的吸收進行了實驗，