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微细粒子对气液传质的影响已受到了人们的广泛关注,成为化工过程强化研究的一个重要内容。
本文着重对水溶液中活性炭颗粒及指纹对CO2吸收过程的影响和机理进行了研究。
在0.8L的恒温搅拌釜中,研究了CO2在活性炭颗粒/水形成的浆料体系和受指纹污染水中的吸收过程。在实验温度298.15±0.5K下,考察了指纹污染程度:0.25~5min;起始压力:0~0.2MPa;转速:0~210min-1;颗粒含量:0~1 kg·m-3;粒径:3~300μm等因素对CO2吸收速率的影响。
指纹污染对CO2在水中的吸收速率具有明显的抑制作用。
添加活性炭粒子能够增强气液传质,且粒径较小时增强效果比较明显。颗粒含量较低时,增强因子近似线性增长,当颗粒含量达到某一定值后,增强因子逐渐趋于一常数。测定了活性炭粒径3μm,颗粒含量0.15 kg·m-3,转速120min-1下,不同起始压力的增强因子。
结果表明,增强因子随起始压力先增大后减小。固定颗粒含量下,搅拌强度较小时(<90min-1),增强因子随转速增大而增大,搅拌强度较大时(>150min-1),增强因子随转速增大而减小。
对含活性炭颗粒的浆料体系,在前人研究的基础上,将气液界面划分为颗粒覆盖区和颗粒未覆盖区,提出了一个预测增强因子的一维模型,增强因子的模型计算值与实验结果吻合良好。