溶液濃度對陶瓷散堆填料有效傳質面積的影響

       由圖6可知，陶瓷散堆填料有效傳質面積隨著溶液濃度的增大而增大，并且增加幅度較大。分析認為:隨著濃度的增加，溶液在填料塔中流動速度降低的同時填料表面形成的液膜厚度逐漸增大，填料塔單位體積中的持液量增加。當氣體流量固定時，氣一液接觸時間相對增長，能夠促進吸收反應進行，使溶液中z含量增加，使溶液濃度進一步增加，綜合作用下氣一液陶瓷散堆填料有效傳質面積明顯增加。但溶液濃度對傳質能的影響是多方面的，由于NaOH溶液吸收CO2氣體是液膜控制的吸收過程，溶液濃度的增加不利于液相主體中溶質的擴散，液相傳質系數會降低，進而影響傳質性能，同時溶液濃度過高不利于其在填料表面擴展，當濃度高于一定數值時會降低氣一液的接觸面積，考慮實際應用的經濟性，未進行進一步提高濃度的研究。

       為探究各工藝參數對陶瓷散堆填料陶瓷散堆填料有效傳質面積的影響程度，通過利用各工藝參數作為自變量，有效傳質面積為因變量進行敏感性分析。分析過程中，使自變量與自變量初值的比值作為該項的比例因子，設每種變量初值對應比例因子為1。以自變量吸收壓力為例，自變量和因變量的比例因子計算如表2所示，各影響因素敏感性分析如圖7所示。

       由圖7可以看出，在各參數合理范圍內通過對影響陶瓷散堆填料有效傳質面積的因素進行分析，可以得到溶液濃度對陶瓷散堆填料有效傳質面積的影響最大，其次是溶液流和吸收壓力，溶液濃度和溶液流量對陶瓷散堆填料有效傳質面積的影響遠大于吸收壓力的影響，相比于上述3種影響因素，氣體流量及吸收溫度影響程度較低。綜上所述，陶瓷散堆填料有效傳質面積對各操作參數的敏感性由大到小順序為溶液濃度、溶液流量、吸收壓力、氣體流量、吸收溫度。

       利用添加丙三醇的低濃度NaOH溶液進行了有效傳質面積測定實驗，探究不同因素對散堆填料吸收塔內陶瓷散堆填料有效傳質面積的影響，得到結論如下:

       (1)主要傳質阻力會隨著吸收壓力的升高由氣相向液相轉移，導致了當吸收壓力高于1 MPa后對有效傳質面積的影響較小。

       (2)在高壓環境下，吸收溫度對陶瓷散堆填料有效傳質面積影響較小;氣體流量、溶液流量和溶液濃度通過改善溶液在塔內分布或提高持液量來增大陶瓷散堆填料有效傳質面積。

       (3)陶瓷散堆填料有效傳質比表面積對各操作參數的敏感性由大到小順序為溶液濃度、溶液流量、吸收壓力、氣體流量、吸收溫度。在實際工程中可以據此合理調整各運行參數，以得到最經濟條件下的最優工況。www.ingspirations.com