微尺度通道内SO2气液吸收过程研究

摘要

随着工业迅速发展，环境污染也日益严重，对于尾气SO2的处理也就至关重要，而微化工技术的开发对于SO2气体的吸收具有重要的意义。本文在圆形微通道反应器中首先通过高速照相机对于气液两相流动特性进行了研究，气液流型的研究采用气相 CO2和液相水，然后分别在吸收液浓度，气体表观流速，液体表观流速，反应温度以及微通道尺寸的条件下，揭示了 SO2气体与 NaOH吸收剂的传质特性，最后利用 NaOH吸收剂和 Na2SO3吸收剂在微尺度通道内对于SO2气体的吸收进行了深入研究。经分析得出如下结论：
　　（1）CO2-水两相之间随不同表观气体流速和表观液体流速变化的各种流型，有泡状流，弹状流，弹状-环状流，环状流及搅拌流，并以两相表观速度为坐标绘制了流型图，标注了流型之间的转换曲线。此外， CO2-水两相之间的传质在微通道内明显增强，压降也随两相表观速度逐渐增大。
　　（2）随着 NaOH吸收液浓度的增加，吸收液对 SO2气体的吸收传质加强。随着表观气速和表观液速的增大，液相总传质系数逐渐增大。随着反应温度的增大，气液吸收传质过程减弱，液相总传质系数减小，在温度较高时其影响最为显著。微通道内径变大，液相流速一定，传质系数随气体流速先增大后变缓。当气液流速占主导因素时，微通道尺寸影响减弱。
　　（3）随着 NaOH溶液和 Na2SO3溶液吸收液浓度逐渐增大，SO2吸收率也逐渐增大，NaOH溶液吸收剂比 Na2SO3溶液的吸收效果较好。两种吸收液对 SO2气体的吸收率随气体表观流量的增大而降低，随液体表观流量的增大而增大且趋势变缓，气体吸收率达到92％以上，但气体流量持续加大，吸收效果逐渐下降。随着操作温度的逐渐升高，两种吸收液对 SO2气体的吸收率均持续下降，当将微通道内径增大到900μm时，随着表观液体流量持续增大，吸收效果逐渐显著，特别是当液体流量很大时，两种吸收剂在不同微通道内径下对SO2气体的吸收率达99%，几乎达到完全。

目录

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2传统脱硫技术

1.3微化工技术的发展现状及优势

1.4微反应器概述

1.5微通道反应器内气-液两相流动特性

1.6微通道反应器内气-液两相传质特性

1.7 微通道反应器内气-液两相吸收特性

1.8论文主要研究内容

第二章 微通道内气液流型、传质及压降研究

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

符号说明

第三章 微通道内SO2-NaOH气液两相传质研究

3.1 引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

符号说明

第四章 微通道内SO2气体吸收过程研究

4.1 引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表情况