界面阻力對伴有放熱反應氣狀污染物吸收之影響

Abstract

吸收法可用來處理大多數與空氣污染問題有關的氣狀與粒狀污染物，是被廣泛采用的 空氣污染控制技術之一。研究吸收機構(機制)以增進對吸收處理方法的基礎了解是提 升空氣污染控制技術之最基本的緊要課題之一。界面阻力對伴有放熱反應氣狀污染物 吸收影響之探討，將能進一步了解氣液界面之質量傳送與熱量傳送機構(機制)，及界 面阻力影響不能忽略之條件或準據，提供濕洗滌氣系統合理設計與適當操作之重要參 考與建議。 本研究應用氣液吸收之基本理論，建立界面阻力對放熱吸收系統影響之數值模式，以 探討各項系統參數對吸收速率之影響。并設計實驗系統以試驗物理性與化學性放熱吸 收之特性與界面阻力之影響，作為驗證之依據。 應用薄膜模式以探討伴有化學反應之放熱吸收之界面阻力效應，并導出解析解。研究 結果顯示，界面阻力對放熱吸收之影響甚為顯著。反應速率越快，界面阻力之影響越 大。接觸時間短者，界面阻力之影響占優勢；而接觸時間長時，則放熱效應之影響占 優勢。 以水為吸收液進行氨吸收實驗結果顯示，水可溶性界面活性物質(異丙醇)因會改變液 面之表面張力而使物理性吸收速率增加，惟此水力效應(Marangoni Hydrodynamic E- ffect)之影響隨界面活性物質之累積而趨於減緩。水不可溶性不純物質 (油酸) 則均 會減低氣體吸收之速率及表面溫度之上升。界面阻力在伴有化學反應吸收時 (以硫酸 溶液為吸收液時 )，不論水可溶性不純物質或水不可溶性不純物質均會降低氣體之吸 收速率與表面溫增。且不純物質對化學性吸收之影響明顯大於物理性吸收。惟界面阻 力之影響與特性在化學吸收系統與物理吸收系統大致相似。本研究之實驗結果與模式 預測值合理地吻合。