RSR內(nèi)有機(jī)相強(qiáng)化K2CO3-KHCO3溶液吸收CO2的研究.pdf

1、近年來(lái)，由于氣-液-液三相體系在生化，均相催化，萃取等領(lǐng)域中的應(yīng)用增加，氣-液-液三相體系內(nèi)的傳質(zhì)規(guī)律的研究越來(lái)越受到人們的關(guān)注。在氣液傳質(zhì)過(guò)程中，具有較高氣相溶解度的有機(jī)相的加入能夠強(qiáng)化氣液間傳質(zhì)過(guò)程，提高氣相組分的吸收效率。由于氣-液-液三相體系復(fù)雜多樣，且研究結(jié)論具有各異性，缺乏較為完整全面的理論模型，因此有必要開展相關(guān)研究，促進(jìn)其工業(yè)應(yīng)用。CO2氣體是引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w之一，如何減少CO2的排放，是目前環(huán)保領(lǐng)域主要研究方向之

2、一，尋找高效的CO2處理方法意義重大。
　　本文利用定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器(RSR)提供超重力環(huán)境，以有機(jī)相+K2CO3/KHCO3溶液吸收CO2為研究體系，采用NaClO溶液為促進(jìn)劑。選擇對(duì)CO2溶解度較高，擴(kuò)散系數(shù)較大的苯、正庚烷、正辛醇為有機(jī)相。首先，在燒杯(STR)中初步考察了苯的加入對(duì)K2CO3/KHCO3溶液吸收CO2體系中CO2吸收率的影響規(guī)律，以及實(shí)驗(yàn)條件的變化對(duì)CO2吸收率的影響。其次，在RSR中分別考察了苯、正庚烷、正

3、辛醇三種有機(jī)相的體積分率、轉(zhuǎn)速、氣液相流量、溫度、NaClO濃度等操作條件對(duì)CO2吸收率的影響，確定了較為適宜的操作工藝條件，建立了CO2吸收率與實(shí)驗(yàn)操作變量之間的關(guān)聯(lián)式，并比較了三種有機(jī)相對(duì)CO2吸收率和吸收速率的促進(jìn)作用大小。最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及超重力設(shè)備中的傳質(zhì)規(guī)律推測(cè)了RSR內(nèi)有機(jī)相+K2CO3/KHCO3溶液吸收CO2的傳質(zhì)過(guò)程以及NaClO的促進(jìn)機(jī)制。主要的結(jié)論如下:
　　(1) STR中的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)相體積分率，攪

4、拌強(qiáng)度、氣相流量、NaClO濃度對(duì)CO2的吸收率有顯著的影響，有機(jī)相的加入能夠促進(jìn)K2CO3/KHCO3溶液對(duì)CO2的吸收。
　　(2) RSR中的研究發(fā)現(xiàn)，本體系內(nèi)的液相粘度，密度，pH等參數(shù)在實(shí)驗(yàn)前后隨有機(jī)相體積分率的變化很小，有機(jī)相的加入能夠明顯降低液相的界面張力。
　　(3)有機(jī)相+K2CO3/KHCO3溶液吸收CO2研究體系中，有機(jī)相分別為苯、正庚烷和正辛醇時(shí)，實(shí)驗(yàn)操作條件的變化對(duì)CO2吸收率的影響規(guī)律相同。CO2

5、吸收率隨有機(jī)相體積分率的增加先增大后逐漸減小，隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，液相流量和NaClO濃度的增加逐漸增大，隨氣相流量和溫度的增加而逐漸減小。相同實(shí)驗(yàn)條件下，有機(jī)相對(duì)CO2吸收率和吸收速率強(qiáng)化順序:苯＞正庚烷＞正辛醇。
　　(4)苯、正庚烷、正辛醇CO2吸收過(guò)程中無(wú)化學(xué)變化。推測(cè)了RSR內(nèi)有機(jī)相+K2CO3/KHCO3溶液吸收CO2過(guò)程的傳質(zhì)機(jī)理，分析了NaClO在該體系中的促進(jìn)機(jī)理。建立了CO2吸收率和液相粘度、轉(zhuǎn)速、液相流量、氣相流量、