Результаты эксперимента
Абсорбция углекислого газа водой
VH2O = 112 мл, t = 24 ºC
U |
0 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
t,сек |
101 |
26,9 |
24,6 |
20,2 |
15,7 |
17,2 |
20,9 |
t,сек |
100,85 |
27,4 |
24,3 |
20,3 |
16,0 |
17,0 |
20,1 |
t,сек |
100,63 |
27,6 |
24,1 |
20,7 |
15,9 |
17,4 |
20,4 |
|
100,82 |
27,3 |
24,33 |
20,4 |
15,86 |
17,2 |
20,5 |
Абсорбция углекислого газа карбонат-бикарбонатным раствором
V = 112 мл, t = 24 ºC
U |
0 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
t,сек |
28,1 |
20,4 |
18,2 |
17,0 |
15,4 |
15,7 |
15,7 |
t,сек |
28,8 |
19,7 |
18,4 |
17,1 |
15,6 |
15,9 |
16,8 |
t,сек |
29,2 |
20,1 |
18,7 |
17,4 |
15,9 |
16,2 |
16,9 |
|
28,7 |
20,1 |
18,4 |
17,2 |
15,6 |
15,9 |
16,5 |
V= 112 мл, t = 45 ºC
U |
0 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
t,сек |
34 |
17,3 |
17,4 |
16,3 |
16,0 |
15,0 |
14,5 |
t,сек |
33,2 |
17,7 |
17,7 |
16,6 |
16,1 |
15,4 |
14,6 |
t,сек |
32,9 |
18,2 |
17,6 |
16,8 |
15,8 |
15,7 |
14,6 |
|
33,4 |
17,7 |
17,6 |
16,5 |
16,0 |
15,4 |
14,6 |
V = 112 мл, t = 53 ºC
U |
0 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
t,сек |
29,1 |
15,7 |
15,9 |
15,1 |
14,9 |
14,4 |
15 |
t,сек |
30,6 |
15,8 |
16,1 |
15,2 |
14,9 |
14,7 |
14,7 |
t,сек |
29,7 |
15,4 |
15,9 |
15,5 |
14,9 |
14,2 |
13,9 |
|
29,8 |
15,63 |
15,97 |
15,27 |
14,90 |
14,43 |
14,53 |
Расчеты
Определение коэффициента молекулярной диффузии углекислого газа в воде.
Количество газа (моль), абсорбируемого единицей спокойной поверхности жидкости (см2) за какое-то время равно:
Q = (1/22.4)/(25.2*τ)
Абсорбция углекислого газа водой
Определяем DA из уравнения ; А0 = 0. А* = 0,759
RA = (1/22.4)/(112*τ) KLa = RА /(A A0),
U |
0 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
V, см3 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
|
100,82 |
27,3 |
24,33 |
20,4 |
15,86 |
17,2 |
20,5 |
RА*10-5 |
0,4 |
1,4 |
1,6 |
1,9 |
2,5 |
2,3 |
1,9 |
Q |
0,000018 |
0,000073 |
0,000082 |
0,000097 |
0,000125 |
0,000115 |
0,000097 |
DА*10-10 |
0,04 |
2,64 |
3,72 |
6,32 |
13,4 |
10,5 |
6,23 |
KL a |
0,0000051 |
0,0000189 |
0,0000212 |
0,0000253 |
0,0000325 |
0,0000300 |
0,0000252 |
Абсорбция углекислого газа карбонат-бикарбонатным раствором
V = 112 мл, t = 24 ºC
Определяем k1 из
уравнения
коэффициентом ускорения массоотдачи находим из КL/ = КL
U |
0 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
V, см3 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
|
28,7 |
20,1 |
18,4 |
17,2 |
15,6 |
15,9 |
16,5 |
RА*10-5 |
1,36 |
1,95 |
2,13 |
2,28 |
2,51 |
2,46 |
2,37 |
|
3,51 |
1,36 |
1,32 |
1,19 |
1,02 |
1,08 |
1,24 |
k1 |
77,45 |
2,50 |
2,11 |
1,42 |
0,81 |
1,00 |
1,57 |
KL/ a |
0,000018 |
0,000026 |
0,000028 |
0,000030 |
0,000033 |
0,000032 |
0,000031 |
V= 112 мл, t = 45 ºC
U |
0 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
V, см3 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
|
33,4 |
17,7 |
17,6 |
16,5 |
16 |
15,4 |
14,6 |
RА*10-5 |
1,17 |
2,21 |
2,23 |
2,37 |
2,45 |
2,54 |
2,68 |
|
3,82 |
1,95 |
1,75 |
1,56 |
1,25 |
1,41 |
1,78 |
k1 |
91,51 |
5,16 |
3,69 |
2,48 |
1,24 |
1,70 |
3,21 |
KL/ a |
0,000020 |
0,000037 |
0,000037 |
0,000040 |
0,000041 |
0,000042 |
0,000045 |
V = 112 мл, t = 53 ºC
U |
0 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
V, см3 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
112 |
|
29,8 |
15,63 |
15,97 |
15,27 |
14,9 |
14,2 |
13,9 |
RА*10-5 |
1,31 |
2,51 |
2,45 |
2,56 |
2,63 |
2,76 |
2,82 |
|
5,89 |
3,04 |
2,65 |
2,33 |
1,85 |
2,11 |
2,57 |
k1 |
217,69 |
12,52 |
8,49 |
5,48 |
2,70 |
3,79 |
6,71 |
KL/ a |
0,000030 |
0,000057 |
0,000056 |
0,000059 |
0,000060 |
0,000063 |
0,000065 |
абсорбция СО2 водой, при t = 24 ºC
абсорбция СО2 карбонат-бикарбонатным раствором, при t = 24 ºC
абсорбция СО2 карбонат-бикарбонатным раствором, при t = 45 ºC
абсорбция СО2 карбонат-бикарбонатным раствором, при t = 53 ºC
Вывод:
при абсорбции СО2
водой, лимитирующая стадия лежит в
диффузионной области, при абсорбции
СО2
карбонат-бикарбонатным раствором,
лимитирующая стадия лежит в переходной
области, в которой процесс ускоряют как
перемешиванием, так и повышением
температуры.