熔融盐膜法脱除航天舱中CO2传质模型

摘要

基于电化学理论、膜分离与传质理论,采用非平衡态热力学,建立了熔融盐(43.5%Li2CO3 + 25% K2CO3 +31.5% Na2CO3)( mol. %) 膜法脱除CO2数学模型.首先,根据熔盐体系离子的Hittorf迁移数、比电导、扩散系数等独立实验参数,计算得到体系的Onsager系数和模型参数,然后用计算机求得该模型的数值解.解的结果表明: 影响CO2 传质通量的因素主要有电流密度及CO2在膜两侧的浓度差.在低电流密度下,浓差推动力起主导作用;在较高电流密度下,膜两侧浓差推动力对CO2 传质影响甚微,电流密度对CO2的传质则起着决定性作用.为了进一步验证数学模型,在823 K及常压条件下,模拟航天舱中的气体成分,进行了熔融盐膜法脱除CO2的实验研究.实验结果与模型理论解吻合较好.