液膜への吸収による排気中の二酸化炭素含有率低減化に関する研究

液膜吸收降低废气中二氧化碳含量的研究

基本信息

批准号：
02203241
负责人：
深野徹
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

化石燃料の使用に伴い生じる排気中のCO_2の回収に有効と考えられる水平平板間を気流に伴われて流動する薄い水膜の流れに関して,その流動機構および気流から水膜へのCO_2吸収特性を実験的に調べた。流動機構に関しては,水膜が層流と考えられる場合でも流動条件によっては水膜内の速度分布は気液界面において層流の場合の直線分布とは異なる様相を示した。すなわち低気流速域では界面近傍の気流に生じた乱れにより界面速度の増加が生じる。また高気流速域においては,界面に垂直方向の速度変動成分により気流から水膜に運動量が与えられ,界面近傍の液が加速される。これらの現象は物質伝達の向上を促すと考えられる。次にCO_2を1%程度含有する空気流に伴われて流れる水膜へのCO_2の吸収に関して,低気流速条件の下で実験を行った。気流中の速度・濃度の分布の測定結果から,気流の体積流量は下流へ向かうに従いCO_2が液膜へ吸収されることにより減少すること,濃度分布は気液界面近傍でCO_2濃度が減少する分布となり,気流の界面付近に濃度境界層が存在することが明らかになった。これらの測定値を基に算定した気相側物質伝達係数は,気液界面に波立ちのない平滑面流れの場合小であるが,界面に波立ちが生じる二次元波流れおよびペブル波流れの場合には著しく増大した。このことは界面の波立ちにより液膜中のみならず気流中にも乱れが誘起され,気相側物質伝達を促進させることを示している。また液相に関して,水膜中のCO_2濃度を測定した結果,気相側濃度分布から求めた界面の気相濃度を用いてヘンリ-の法則により算定される水側平衡濃度よりも大となった。この事に関してデ-タの精度等の詳細な検討と共に,静止系の気液濃度の平衡関係を示すヘンリ-の法則の流動系への適用に関しても,今後検討する必要があると考えられる。

与水平板之间的气流一起流动的薄水膜的流动被认为对于从使用化石燃料产生的废气中回收CO_2是有效的，我们研究了其流动机理和CO_2吸收特性。通过实验研究了气流对水膜的影响。关于流动机制，即使当水膜被认为是层流时，根据流动条件，水膜内的速度分布也表现出与气液界面处的层流情况下的线性分布不同的方面。即，在低风速区域，由于界面附近的气流中产生紊流，界面速度增大。另外，在高气流速度区域，通过垂直于界面方向的速度脉动分量，气流将动量传递给水膜，从而加速界面附近的液体。这些现象被认为可以促进物质转移的改善。接下来，我们在低风速条件下进行了含有约1%CO_2的气流流动的水膜吸收CO_2的实验。测量气流中速度和浓度分布的结果表明，随着CO_2向下游移动，气流的体积流量随着CO_2被吸收到液膜中而减小，浓度分布表明CO_2浓度在靠近气体-很明显，气流界面附近存在浓度边界层。根据这些测量值计算出的气相侧传质系数在气液界面无波纹的平滑表面流的情况下较小，但在二维波流和卵石波流的情况下较小界面处的波纹明显增加。这表明界面处的波纹不仅会在液膜中引起湍流，还会在气流中引起湍流，从而促进气相中的传质。对于液相，我们测量了水膜中的CO_2浓度，发现它高于利用由气相浓度分布确定的界面处的气相浓度根据亨利定律计算出的水侧的平衡浓度。关于这个问题，我们认为有必要详细检查数据的准确性等，以及描述固定系统中气体和液体浓度之间的平衡关系的亨利定律对流体的应用。系统。