分散相微粒增強(qiáng)氣體吸收機(jī)理及預(yù)測(cè)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(guò)程強(qiáng)化的一個(gè)重要手段，本文詳細(xì)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(duì)氣體吸收過(guò)程的增強(qiáng)作用，并分別采用兩種模型，即宏觀模型及微觀顆粒模型，對(duì)氣液傳質(zhì)機(jī)理進(jìn)行描述。 宏觀模型立足于整個(gè)吸收體系，綜合考慮各種影響因素，所得到的顆粒對(duì)吸收的增強(qiáng)效應(yīng)是基于全部顆粒影響的一個(gè)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(duì)吸收的影響。微觀模型則基于單個(gè)顆粒，考

2、查每一個(gè)顆粒對(duì)濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)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(qiáng)化機(jī)理。兩種模型即可相互檢驗(yàn)，又相互補(bǔ)充，存在著密切的聯(lián)系。由于顆粒間存在著強(qiáng)烈的相互作用，某一時(shí)刻顆粒的吸收強(qiáng)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(gè)顆粒對(duì)吸收的影響進(jìn)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(duì)微粒的影響進(jìn)行探索。 對(duì)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(shí)，顆粒粒徑分布會(huì)對(duì)吸收產(chǎn)生很大影響。同時(shí)當(dāng)顆粒溶解度較大、反應(yīng)速率常數(shù)較大時(shí)，顆粒的溶解效應(yīng)對(duì)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(cè)的增強(qiáng)因子將會(huì)高于實(shí)驗(yàn)值。 通過(guò)不同疏水性能的固體顆粒對(duì)氣體的增強(qiáng)作用實(shí)驗(yàn)以及分子篩疏水改性實(shí)驗(yàn)證實(shí)了對(duì)氣體吸收具有強(qiáng)化作用的顆粒應(yīng)當(dāng)具備兩個(gè)方面性質(zhì)，即一定的疏水性和對(duì)溶質(zhì)選擇吸附性，并基于這一認(rèn)識(shí)，建立了吸附性固體顆粒強(qiáng)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(qiáng)因子隨分散固體顆粒濃度增加而漸進(jìn)地逼近一恒定值的現(xiàn)象。 針對(duì)液液分散體系強(qiáng)化吸收的特點(diǎn)，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(kuò)散系數(shù)”的概念；同時(shí)針對(duì)乳液形成機(jī)理，認(rèn)為在每一個(gè)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(duì)CO2在不同的分散體系中的吸收進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，