CO_(2)吸收过程中气相分压对Rayleigh对流传质特性的影响

作者：张瑞凯; 张会书; 郑龙云; 曾爱武^*

来源：化工进展, 2023, 1-16.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0224

• 二氧化碳捕集
• Rayleigh对流
• 传质
• 激光诱导荧光
• 粒子图像测速

界面浓度梯度导致的Rayleigh对流现象能显著提高CO2吸收过程的传质速率，然而目前该过程的传质强化机制尚未清晰。为探究Rayleigh对流传质过程的强化机制，本文以水吸收CO2过程为研究对象，基于粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧光技术(LIF)实现了不同气相CO2分压条件下界面对流的可视化与定量测量。实验发现，界面平均浓度在对流发生的临界时刻会瞬间下降并在有序的自组织结构形成后上升，最终的界面平均浓度会随着气相CO2分压减小而减小；对流发生后，系统传质能力的提高分为两个阶段，涡量场在有序的自组织结构形成前起主导作用，有序的自组织结构形成后，系统传质能力的提高则是涡量场与界面浓度共同作用的结果；有序的自组织结构形成后，不同系统的平均瞬时传质系数与平均涡量具有很强的相关性，表明浓度场与速度场相互作用形成的涡量场在对流传质强化过程中发挥着重要作用。

• 单位
  天津大学; 化学工程联合国家重点实验室