二氧化碳和水動態(tài)溶解平衡的研究.pdf

1、化工生產(chǎn)中存在大量氣液兩相傳質(zhì)的過程。氣液傳質(zhì)的極限是兩相達到平衡。許多實驗和操作都證明了這樣一個事實，真正的熱力學平衡是難以達到的，只要流速不為0，傳質(zhì)時的氣液兩相界面濃度就不可能達到平衡。在連續(xù)生產(chǎn)時，汽液兩相都處于不斷的運動中。此時，氣液兩相可能達到的相對穩(wěn)定狀態(tài)即動態(tài)平衡狀態(tài)（氣體在液相中的飽和溶解度）可能與靜態(tài)溶解平衡狀態(tài)有所不同。由此引出了本文的研究課題：流體的流動狀態(tài)對氣液相平衡的影響。以此研究流動中的液體，是否還能夠溶解

2、由亨利定律指明的溶質(zhì)量。 通過恒溫水浴振蕩器使靜態(tài)溶解平衡的二氧化碳．水體系中的流體產(chǎn)生回旋運動，以此研究流體的流速對二氧化碳．水體系靜態(tài)溶解平衡的影響，從而歸納了二氧化碳和水的動態(tài)溶解平衡狀態(tài)。用示蹤法測出振蕩器不同振蕩頻率對應的流體的回旋流動線速度，進而計算流體的雷諾準數(shù)以考察流體運動狀態(tài)。 實驗結果顯示：流體的流動使得二氧化碳在水中的溶解平衡偏離靜止狀態(tài)的溶解平衡，在實驗條件下即在25．5℃，v液為35×10-5

3、m3，v氣為25．65×10-5 m3時，原有溶解在水中的二氧化碳約有6.55%解吸出來。 流體的流動可以使二氧化碳在水中的溶解趨于另一個相對溶解平衡的狀態(tài)，在此狀態(tài)下，修正的亨利系數(shù)是雷諾數(shù)的函數(shù)且與原有數(shù)值產(chǎn)生明顯偏差，在25．5℃下，在實驗條件下這種偏差高達15%。 17．5℃下，二氧化碳動態(tài)溶解度為37．40 mol/m3，25．5℃下的動態(tài)溶解平衡溶解度30．59 mol/m3，二氧化碳和水的動態(tài)溶解平衡仍然符