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摘要
对CO2气液吸收过程进行了化学平衡热力学研究,计算了吸收反应体系的独立反应数,提出了4独立反应理论。根据对独立反应平衡常数的计算,认为H2CO3电离为H+和HCO3-,虽然其平衡常数仅为6. 018 9×10-7,但由于溶液中CO32-离子的大量存在,使得H+浓度很低,因此H2CO3电离度不可忽略。在此基础上,提出了CO2气液吸收过程串并联复杂反应机理,认为CO2吸收速率是由其分别与H2O和OH-两条平行反应路线共同决定的。分析了CO32-离子的关键作用:该离子与H+作用直接促进了CO2吸收过程;由于溶液中H+离子浓度很低,导致OH-离子浓度升高,从而间接加快了CO2与OH-离子之间的反应速率。应用双驱动反应器,采取H2O-CO2体系对气液相际传质过程进行了研究,当气相搅拌转速达到140 r/min以上时,气膜传质阻力可忽略不计;通过线性回归分析,关联了液相传质系数与液相搅拌转速之间的关系,得到了回归关联式,计算误差最大值为11. 312%,认为关联式真实可靠。
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