利用電石渣吸收低濃度二氧化碳制備超細碳酸鈣的反應器研究.pdf

1、針對電石渣和電解鋁行業(yè)低濃度二氧化碳廢氣的治理及綜合利用問題，本課題組提出了利用電石渣吸收低濃度二氧化碳制備超細碳酸鈣的工藝流程。由于碳化反應是氣液兩相反應，而在常規(guī)碳化反應器中低濃度二氧化碳不易被有效利用，因此本課題組創(chuàng)新性的設計并制作了新型文丘里射流反應器用作碳化反應器。本文基于文丘里射流反應器設計并組裝一套可以連續(xù)生產的實驗裝置，重點針對反應器的氣液混合特性進行實驗研究。實驗中采用雙電導探針研究了反應器中氣泡特性的分布;并利用示蹤

2、粒子成像測速技術考察了反應器中流場分布;通過用pH計對反應器內體系pH的在線測量，計算得到了不同工況下的二氧化碳吸收速率，并得到以下結論:
　　(1)氣體流量的增加，相同位置處的氣泡sauter直徑增加，局部氣含率有明顯增加，氣液界面濃度有明顯增加;液體流量的增加，相同位置處氣泡sauter直徑變化不大，局部氣含率略有減小，氣液界面濃度減小。
　　(2)相同液體流量的工況下，氣量很小的情況，流動平緩，氣液之間混合情況差，隨著

3、氣量的增加，湍動逐漸劇烈，漩渦增多且變大，混合效果越來越好;相同氣體流量的工況下，隨著液體流量的逐漸增大，反應器內速度場逐漸趨于紊亂，并且出現(xiàn)了越來越多的大渦，湍動也越來越劇烈;各個工況下，反應器內的湍動都是隨著流體的運動而逐漸減弱，在反應器最后階段趨于穩(wěn)定。
　　(3)增大氣體流量，氣體對液體的攪拌作用增強，容積傳質系數(shù)增大，使二氧化碳的吸收速率加快;隨著溫度的升高，容積傳質系數(shù)不斷的下降。說明升高溫度，不利于碳化反應中二氧化碳

4、的吸收過程;在較低液體流量條件下，增加液體的流動速度可以加速氣液傳質，但是如果液體流量過高，液體流動速度過大，反而會使氣液傳質受到限制;在低二氧化碳濃度的條件下，增大氣體中的二氧化碳含量可以加快氣液傳質;經過對實驗數(shù)據的量綱分析，整理出了關于容積傳質系數(shù)的準數(shù)方程:AK/V=0.000817w1.57251Q-0.29667GQ3.795191LT-1.221939
　　(4)液體流量與氣體流量對產品碳酸鈣的粒徑形貌影響不大。與高