基于中空纖維膜分散NaOH溶液吸收CO2的傳質(zhì)強(qiáng)化研究.pdf

1、自工業(yè)革命以來(lái)，因CO2等溫室氣體過(guò)度排放導(dǎo)致的全球變暖、冰川融化和極端氣候頻發(fā)等環(huán)境氣候問題已得到世界各國(guó)的關(guān)注。中空纖維膜具有比表面積大和成本低等優(yōu)勢(shì)。因此，膜吸收技術(shù)被視作最有效捕集CO2的方法之一。然而，膜的存在極大地增加了CO2捕集過(guò)程的傳質(zhì)阻力。本文依據(jù)Laplace-Young定律，提出了通過(guò)強(qiáng)化氣液界面的非穩(wěn)定性以增強(qiáng)傳質(zhì)的設(shè)想并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文以自制中空纖維膜組件進(jìn)行了CO2吸收實(shí)驗(yàn)，考察了各因素對(duì)傳質(zhì)

2、強(qiáng)化前后膜吸收過(guò)程傳質(zhì)性能的影響。結(jié)果如下:傳質(zhì)強(qiáng)化前后膜吸收實(shí)驗(yàn)的傳質(zhì)系數(shù)均隨吸收劑濃度和流量的增加而升高，隨氣相流量和CO2含量的增加而降低。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，增強(qiáng)因子最高可達(dá)6倍。長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，傳質(zhì)強(qiáng)化前后膜吸收實(shí)驗(yàn)的傳質(zhì)系數(shù)先下降后趨于平緩，穩(wěn)定時(shí)分別為初始值的25％和50％。傳質(zhì)強(qiáng)化后膜吸收實(shí)驗(yàn)24h內(nèi)吸收總量為傳質(zhì)強(qiáng)化前的1.5倍。因此，非穩(wěn)定的氣液界面可以有效提高吸收過(guò)程的傳質(zhì)效率。
　　通過(guò)傳質(zhì)機(jī)理分析，比較了傳質(zhì)強(qiáng)

3、化前后膜吸收過(guò)程的傳質(zhì)阻力。與傳質(zhì)強(qiáng)化前相比，傳質(zhì)強(qiáng)化后實(shí)驗(yàn)的總傳質(zhì)阻力為前者的40％，但膜相傳質(zhì)阻力占比達(dá)90％以上。并逆流條件下傳質(zhì)強(qiáng)化前的傳質(zhì)關(guān)聯(lián)式分別為Sh=0.670(L/Di)-0.084 Re0.846 Sc0.333和Sh=2.204(L/Di)-0.592 Re0.801 Sc0.333,理論值和實(shí)驗(yàn)值的偏差分別為±-15％和±10％;并逆流條件下傳質(zhì)強(qiáng)化后傳質(zhì)關(guān)聯(lián)式分別為Sh=29.3(L/Di)-1.01 Re0.