CO2在平行微通道内水和乙醇中的溶解

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本文介绍了在四种并行微流体装置中进行的液体溶剂中二氧化碳(CO2)溶解的微流体研究。水和乙醇是主要溶剂,甘油用于调控混合物粘度。在微通道入口处操作流速,并用高速摄像仪记录流动行为。本研究的主要目标是找出导致更多二氧化碳溶解/吸收的研究参数(溶剂性质,微通道设计和甘油组成)中的优化条件,相关结果能用于指导二氧化碳捕获、封存和储存过程。分析了传质系数(kL),溶解系数(kD)和气泡长度(d0)等参数随操控条件的变化规律。结果显示乙醇溶解比水多约12%的二氧化碳。甘油调控的粘度在提高二氧化碳溶解度方面并不显着,因为在4种微流体设备中,无论溶剂是水还是乙醇,如果与没有它的情况相比,其增强吸收量不超过1%。在入口和出口没有空腔的微流体中,溶解速率最大(增强41-45%);而入口含有空腔装置比出口含有空腔装置内多13-28%。因此,含有空腔装置会降低二氧化碳吸收性能,因为它们引入并增加了压降。最后的结论是,二氧化碳溶剂性质和微流体装置的设计对于改善吸收和溶解过程是非常重要的,而二氧化碳溶解的粘度效应不太明显。
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