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。

经过实验研究了从水平板之间流动的薄水膜气流中的流动机理和CO_2吸收特性，这些水膜在水平板之间流动，这些水膜在使用化石燃料的使用引起的排气中有效地恢复了CO_2。关于流量机理，即使将水膜视为层流流，水膜中的速度分布似乎与在气体界面处的层流流动的情况下不同，取决于流动条件。也就是说，在低气流区域中，由于界面附近的气流产生的湍流，界面速度增加。此外，在高气流区域中，由于垂直于界面的方向的速度波动成分，并将动量应用于水膜，并且界面附近的液体被加速。这些现象被认为可以改善材料的传播。接下来，在低气流条件下进行了一个实验，以吸收CO_2进入带有大约1％CO_2的气流的水膜中。气流中速度和浓度分布的测量结果表明，随着CO_2在下游移动时吸收到液体膜中，气流的体积流量降低，并且浓度分布变成CO_2浓度在该分布中，在该分布中，气体浓度在气体 - 液体界面附近下降，并且浓度在空气流界面附近存在。在没有在气体液体界面上不波动的光滑表面流动的情况下，基于这些测量值计算的气相侧传质系数很小，但在二维波浪流动和卵石波流动引起界面处波浪的情况下显着增加。这表明界面处的波不仅在液体膜中，而且在气流中也引起了湍流，从而促进了气相侧材料的转移。此外，在水膜中测量了液相中的CO_2浓度，并且在水膜中，CO_2的浓度大于亨利定律使用蒸气相浓度计算出的水侧的平衡浓度。关于此问题，人们认为将来有必要考虑亨利定律的应用，该定律显示了固定系统的气体液体浓度之间的平衡关系，以及对数据准确性的详细检查。