二氧化碳和水動(dòng)態(tài)溶解平衡的研究.pdf

1、化工生產(chǎn)中存在大量氣液兩相傳質(zhì)的過(guò)程。氣液傳質(zhì)的極限是兩相達(dá)到平衡。許多實(shí)驗(yàn)和操作都證明了這樣一個(gè)事實(shí)，真正的熱力學(xué)平衡是難以達(dá)到的，只要流速不為0，傳質(zhì)時(shí)的氣液兩相界面濃度就不可能達(dá)到平衡。在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，汽液兩相都處于不斷的運(yùn)動(dòng)中。此時(shí)，氣液兩相可能達(dá)到的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)即動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)（氣體在液相中的飽和溶解度）可能與靜態(tài)溶解平衡狀態(tài)有所不同。由此引出了本文的研究課題：流體的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)氣液相平衡的影響。以此研究流動(dòng)中的液體，是否還能夠溶解

2、由亨利定律指明的溶質(zhì)量。 通過(guò)恒溫水浴振蕩器使靜態(tài)溶解平衡的二氧化碳．水體系中的流體產(chǎn)生回旋運(yùn)動(dòng)，以此研究流體的流速對(duì)二氧化碳．水體系靜態(tài)溶解平衡的影響，從而歸納了二氧化碳和水的動(dòng)態(tài)溶解平衡狀態(tài)。用示蹤法測(cè)出振蕩器不同振蕩頻率對(duì)應(yīng)的流體的回旋流動(dòng)線(xiàn)速度，進(jìn)而計(jì)算流體的雷諾準(zhǔn)數(shù)以考察流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：流體的流動(dòng)使得二氧化碳在水中的溶解平衡偏離靜止?fàn)顟B(tài)的溶解平衡，在實(shí)驗(yàn)條件下即在25．5℃，v液為35×10-5

3、m3，v氣為25．65×10-5 m3時(shí)，原有溶解在水中的二氧化碳約有6.55%解吸出來(lái)。 流體的流動(dòng)可以使二氧化碳在水中的溶解趨于另一個(gè)相對(duì)溶解平衡的狀態(tài)，在此狀態(tài)下，修正的亨利系數(shù)是雷諾數(shù)的函數(shù)且與原有數(shù)值產(chǎn)生明顯偏差，在25．5℃下，在實(shí)驗(yàn)條件下這種偏差高達(dá)15%。 17．5℃下，二氧化碳動(dòng)態(tài)溶解度為37．40 mol/m3，25．5℃下的動(dòng)態(tài)溶解平衡溶解度30．59 mol/m3，二氧化碳和水的動(dòng)態(tài)溶解平衡仍然符