NSC95-EPA-Z-182-001
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95 年 度 「 環 保 署 / 國 科 會 空 污 防 制 科 研 合峯 作 計 畫 」 成 果 完 整 報酒 告 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 應 用岦 於 二 氧 化 碳 吸 收 之 研 究 計 畫 類 別 : 個 別 型 計 畫 計 畫 編 號羙 :NSC 95-EPA-Z-182-001 執 行 期醸 間 :95 年 03 月尦 01 日尤 至 95 年 12 月尦 31 日尤 總 計 畫 主尾 持 人 : 計 畫 主尾 持 人 : 林 佳 璋 共峗 同峧 主尾 持 人 : 計 畫 參 與 人 員 : 陳鄉 柏 志 、 彭酷 彥 霖 執 行 單酀 位 : 長 庚 大 學 化 工 與 材 料 工 程 學 系 中 華 民岙 國 九 十 五 年 十 二 月尦 三 十 一 日尤
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- Page 40 and 41: 若 K G a 與 液 體 流 量 之 z
- Page 42 and 43: 2.8 CO 2 :1%; G:70L/min W:600 rpm;
- Page 44 and 45: 3.2 2.4 NaOH:1mole/L; G:70L/min ω:
- Page 46 and 47: 表 8 逆 流 式 與 錯 流 式
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95 年 度 「 環 保 署 / 國 科 會 空 污 防 制 科 研 合峯 作 計 畫 」<br />
成 果 完 整 報酒 告<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 應 用岦 於 二 氧 化 碳 吸 收 之 研 究<br />
計 畫 類 別 : 個 別 型 計 畫<br />
計 畫 編 號羙 :NSC 95-<strong>EPA</strong>-Z-<strong>182</strong>-<strong>001</strong><br />
執 行 期醸 間 :95 年 03 月尦 01 日尤 至 95 年 12 月尦 31 日尤<br />
總 計 畫 主尾 持 人 :<br />
計 畫 主尾 持 人 : 林 佳 璋<br />
共峗 同峧 主尾 持 人 :<br />
計 畫 參 與 人 員 : 陳鄉 柏 志 、 彭酷 彥 霖<br />
執 行 單酀 位 : 長 庚 大 學 化 工 與 材 料 工 程 學 系<br />
中 華 民岙 國 九 十 五 年 十 二 月尦 三 十 一 日尤
中 文尠 摘 要<br />
旋 轉 填 充屌 床 是 利 用岦 離 心尚 的 方尣 式 將 填 充屌 床 高 速 旋 轉 以层 產 生岥 超 重 力 場酏 , 在峹 此 力 場酏 中 液 體<br />
產 生岥 高 度 分 散醩 現 象 , 以层 增 加展 氣 液 接 觸 面 積 與 碰 撞 機 率 , 進 而 提醚 昇 氣 液 質 傳 效 率 , 並 達翥 到<br />
快 速 混 合峯 、 分 離 及 反 應 等 目岰 的 。 其 具 有 低 液 泛 、 高 處 理 量 、 較翛 小 空 間 需 求 、 高 質 傳 效 率 、<br />
低 能 源 耗 用岦 及 低 投 資翊 與 操 作 成 本岓 等 優 點 。 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 氣 提醚 、 吸 收 、 蒸 餾 、 脫 氧<br />
及 反 應 沉 澱 等 程 序 , 已 展 現 其 強 化 氣 液 間 質 傳 , 並 成 為 高 效 率 之 氣 液 接 觸 器 。<br />
本岓 研 究 主尾 要 探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 吸 收 二 氧 化 碳 之 應 用岦 性 , 測釱 試羵 系 統 則 選 用岦<br />
NaOH、MEA 和 AMP 水尯 溶 液 吸 收 二 氧 化 碳 。 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 外屸 半屜 徑 分 別 為 2.4cm<br />
及 4.4cm, 軸 向峭 高 度 為 12.0cm。 所 採 用岦 的 填 充屌 物 為 不 銹 鋼 之 金 屬 網 絲 編 排 而 成 , 轉 速 可屣<br />
在峹 400~1800rpm 之 間 變 動 。 由 實聧 驗 結 果 得 知 , 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 著 轉 速 、 液 體 流 量 及<br />
NaOH 濃 度 的 增 加展 而 增 加展 , 並 會 隨 著 二 氧 化 碳 濃 度 的 增 加展 而 下 降 , 使 用岦 MEA 為 吸 收 劑<br />
時 具 有 較翛 高 之 氣 相 質 傳 係 數 。 與 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 比尬 較翛 , 顯 示岴 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 的 質 傳<br />
效 率 相 當 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 , 另屮 外屸 由 於 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 具 有 無 液 泛 點 的 特 性 , 因峴 此<br />
未岔 來 其 在峹 處 理 高 氣 量 氣 流 中 二 氧 化 碳 上 具 有 極 大 潛 力 和 競 爭 力 。<br />
【 關 鍵 詞 】: 旋 轉 填 充屌 床 、 超 重 力 、 二 氧 化 碳 、 錯 流 式 、 吸 收<br />
I
Abstract<br />
A rotating packed bed (RPB) for enhancing gas-liquid mass transfer is to contact liquid<br />
and gas in a centrifugal field by rotating a doughnut-shaped packing element. It can provide a<br />
thinner liquid film and small droplet to increase gas-liquid contact area owing to high<br />
centrifugal acceleration. It has a low tendency of flooding, high process capacity, small spatial<br />
requirement, high efficiency, low energy consumption, and low operating and capital costs. A<br />
countercurrent-flow RPB has been demonstrated to be a high-efficiency gas-liquid contactor<br />
in distillation, absorption, stripping, deaeration and reactive precipitation.<br />
A cross-flow RPB was investigated for its applicability in carbon dioxide absorption.<br />
The test systems involved the absorption of carbon dioxide by sodium hydroxide, MEA and<br />
AMP solution. The cross-flow RPB has an inner radius of 2.4 cm, an outer radius of 4.4 cm<br />
and an axial height of 12.0 cm. Wire mesh was used as packings. Rotor speeds ranged from<br />
400 to 1800 rpm. The overall volumetric gas-side mass transfer coefficient (K G a) increased<br />
with rotor speed, gas flow rate, liquid flow rate and NaOH concentration, however, decreased<br />
with CO 2 concentration. MEA aqueous solution was superior to NaOH aand AMP aqueous<br />
solutions at the same absorbent concentration for CO 2 absorption.<br />
The obtained results demonstrated that a cross-flow RPB could achieve mass transfer<br />
efficiencies equivalent to countercurrent-flow RPB. Consequently, a cross-flow RPB without<br />
flooding point would be applicable in the removal of carbon dioxide from the gas stream with<br />
higher flow rate by absorption with great potential.<br />
【Keywords】:Rotating Packed Bed, High Gravity, Carbon Dioxide, Cross-flow, Absorption<br />
II
空 污 防 制 科 研 計 畫 研 究 成 果 資翊 料 表<br />
□ 可屣 申 請 專 利 可屣 技 術 移 轉 日尤 期醸 :95 年 12 月尦 31 日尤<br />
計 畫 名峮 稱 : 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 應 用岦 於 二 氧 化 碳 吸 收 之 研 究<br />
計 畫 資翊 料<br />
計 畫 主尾 持 人 : 林 佳 璋<br />
計 畫 編 號羙 :NSC 95-<strong>EPA</strong>-Z-<strong>182</strong>-<strong>001</strong><br />
( 總 計 畫 名峮 稱 : )<br />
技 術 / 創鄪 作 名峮 稱 超 重 力 二 氧 化 碳 吸 收 技 術<br />
發 明 人 / 創鄪 作 人 林 佳 璋<br />
中 文尠 :<br />
超 重 力 技 術 是 一 項 強 化 質 傳 過翫 程 的 新 穎 技 術 , 其 具 有 高 質 傳 效 率 、<br />
低 液 泛 、 高 處 理 量 、 較翛 小 空 間 需 求 、 低 能 源 耗 用岦 及 低 投 資翊 與 操 作 成<br />
本岓 等 優 點 , 可屣 應 用岦 在峹 化 工 、 材 料 、 環 保 、 能 源 等 領 域 , 特 別 是 應 用岦<br />
於 廢 氣 中 二 氧 化 碳 去屢 除 上 具 有 極 大 的 潛 力 , 可屣 使 二 氧 化 碳 去屢 除 率 達翥<br />
到 90% 以层 上 水尯 準 。<br />
技 術 說 明<br />
可屣 利 用岦 之 產 業<br />
及<br />
可屣 開 發 之 產 品<br />
技 術 特 點<br />
英 文尠 :<br />
High-gravity technology is a novel technology intensifying mass<br />
transfer, as characterized by its high efficiency, low tendency of<br />
flooding, high process capacity, small spatial requirement, low energy<br />
consumption, and low operating and capital costs. This novel<br />
technology can be applied to many fields, such as chemical<br />
engineering, material, environmental protection, energy and so on.<br />
Specially, this novel technology could provide a higher removal<br />
(
目岰 錄<br />
摘 要 ………………………………………………….................................................................I<br />
Abstract……………………………………………..................................................................II<br />
空 污 防 制 科 研 計 畫 研 究 成 果 資翊 料 表 ………………………………………………….........IIII<br />
目岰 錄 …………………………..................................................................................................IV<br />
圖职 目岰 錄 …………………………………………………............................................................V<br />
表 目岰 錄 ………………………………………………….........................................................VII<br />
一 、 前 言 .....................................................................................................................................1<br />
1-1 研 究 動 機 .......................................................................................................................1<br />
1-2 研 究 目岰 的 .......................................................................................................................1<br />
二 、 文尠 獻 回峵 顧 .............................................................................................................................2<br />
2-1 二 氧 化 碳 吸 收 方尣 法 …………………………………………………...........................2<br />
2-2 旋 轉 填 充屌 床 之 發 展 …………………...…………………….………...........................6<br />
三 、 實聧 驗 方尣 法 ..............................................................................................................................9<br />
四屶 、 結 果 與 討 論 .........................................................................................................................12<br />
4-1 操 作 條 件峋 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響 .........................................................................12<br />
4-1-1 轉 速 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響 ......................................................................12<br />
4-1-2 氣 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響 ..............................................................13<br />
4-1-3 液 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響 ..............................................................14<br />
4-1-4NaOH 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響 ...........................................................15<br />
4-1-5 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響 ......................................................16<br />
4-1-6 吸 收 劑 種 類 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響 ..........................................................17<br />
4-2 操 作 條 件峋 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響 .............................................................................18<br />
4-2-1 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響 ..........................................................................18<br />
4-2-2 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響 ..................................................................23<br />
4-2-3 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響 ..................................................................28<br />
4-2-4NaOH 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響 ...............................................................33<br />
4-2-5 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響 ..........................................................35<br />
五 、 結 論 與 建 議 ........................................................................................................................37<br />
六 、 參 考 文尠 獻 ............................................................................................................................39<br />
七 、 附 錄 .....................................................................................................................................42<br />
IV
圖职 目岰 錄<br />
圖职 1 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职 …………………………………………………………………6<br />
圖职 2 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职 …………………………………………………………………6<br />
圖职 3 研 究 過翫 程 所 使 用岦 之 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职 …………………………………………….9<br />
圖职 4 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 實聧 圖职 ………………………………………………………………..10<br />
圖职 5 實聧 驗 流 程 圖职 ……………………………………………………………………………..10<br />
圖职 6 二 氧 化 碳 分 析 儀 實聧 圖职 …………………………………………………………………..11<br />
圖职 7 轉 速 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 [(a)NaOH:0.2mole/L;(b)NaOH:1mole/L]…………12<br />
圖职 8 氣 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 [(a)NaOH:0.2mole/L;(b)NaOH:1mole/L]……13<br />
圖职 9 液 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 [(a)NaOH:0.2mole/L;(b)NaOH:1mole/L]……14<br />
圖职 10 NaOH 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 [(a) 轉 速 :600rpm;(b) 轉 速 :1800rpm].……15<br />
圖职 11 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 去屢 除 率 的 影 響 [(a) 轉 速 :600rpm;(b) 轉 速 :1800rpm]..…………16<br />
圖职 12 不 同峧 吸 收 劑 下 轉 速 對聬 去屢 除 率 的 影 響 [(a) 氣 體 流 量 :10L/min, 液 體 流 量 :0.1L/min;<br />
(b) 氣 體 流 量 :70L/min, 液 體 流 量 :0.1L/min;(c) 氣 體 流 量 :10L/min, 液 體 流 量 :<br />
0.5L/min;(d) 氣 體 流 量 :70L/min, 液 體 流 量 :0.5L/min].…………………..……17<br />
圖职 13 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:0.2mole/L]……………………………...18<br />
圖职 14 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:0.2mole/L]………………………….……19<br />
圖职 15 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:0.2mole/L].…………………....................20<br />
圖职 16 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L]………………………………..21<br />
圖职 17 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:1mole/L]……………...………………….22<br />
圖职 18 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:1mole/L]…………………………...…….22<br />
圖职 19 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:0.2mole/L]……………………..….23<br />
圖职 20 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:0.2mole/L]………………………….24<br />
圖职 21 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:0.2mole/L]…………………...……..25<br />
圖职 22 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L]………………..…………25<br />
圖职 23 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:1mole/L]………….…………..…….26<br />
圖职 24 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:1mole/L]…………….…..………….27<br />
圖职 25 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:0.2mole/L]………….……..………28<br />
圖职 26 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:0.2mole/L]………….……….……...29<br />
圖职 27 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:0.2mole/L]………………...………..30<br />
圖职 28 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L]………………..…………31<br />
圖职 29 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:1mole/L]………………...………….31<br />
圖职 30 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:1mole/L]…………………...……….32<br />
圖职 31 NaOH 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [ 氣 體 流 量 :10L/min]……………………33<br />
圖职 32 NaOH 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [ 氣 體 流 量 :70L/min]……………………34<br />
V
圖职 33 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L; 氣 體 流 量 :10L/min]35<br />
圖职 34 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L; 氣 體 流 量 :10L/min]36<br />
圖职 35 不 同峧 二 氧 化 碳 濃 度 下 氣 體 流 量 對聬 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [(a) 轉 速 :600rpm;(b) 轉 速 :<br />
1800rpm].………………..……………………………………………………………36<br />
VI
表 目岰 錄<br />
表 1 各峬 種 吸 收 劑 優 缺 點 之 比尬 較翛 ................................................................................................3<br />
表 2 目岰 前 工 業 上 採 用岦 的 回峵 收 CO 2 方尣 法 ....................................................................................4<br />
表 3 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 與 傳 統 填 充屌 床 之 質 傳 單酀 元 高 度 (HTU) 比尬 較翛 .....................................7<br />
表 4 不 同峧 VOCs 處 理 技 術 之 經 濟 效 益 比尬 較翛 .............................................................................8<br />
表 5 實聧 驗 操 作 條 件峋 ..................................................................................................................11<br />
表 6 不 同峧 吸 收 劑 在峹 濃 度 0.2mole/L 下 氣 相 質 傳 係 數 比尬 較翛 .....................................................37<br />
表 7 不 同峧 吸 收 劑 在峹 濃 度 1mole/L 下 氣 相 質 傳 係 數 比尬 較翛 ........................................................37<br />
表 8 逆 流 式 與 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 質 傳 係 數 比尬 較翛 ..............................................................38<br />
VII
一 、 前 言<br />
1-1 研 究 動 機<br />
二 氧 化 碳 回峵 收 技 術 主尾 要 有 物 理 吸 收 法 、 化 學 吸 收 法 、 低 溫 冷 凝 法 、 物 理 吸 附 法 、 薄<br />
膜 分 離 法 等 , 其 中 以层 化 學 吸 收 法 在峹 工 業 應 用岦 上 較翛 為 廣 泛 且尼 具 經 濟 性 , 然 而 已 開 發 之 氣 液<br />
接 觸 器 在峹 吸 收 二 氧 化 碳 效 率 與 成 本岓 上 仍 有 突 破 的 空 間 , 因峴 此 研 發 新 穎 的 氣 液 接 觸 器 是 目岰<br />
前 研 究 重 點 之 一 。 填 充屌 床 是 化 學 工 業 上 常 使 用岦 之 分 離 裝羫 置 , 通 常 應 用岦 於 氣 液 接 觸 程 序 如崇<br />
蒸 餾 、 吸 收 及 氣 提醚 等 。 它屾 擁 有 碩 大 直 立岷 圓 柱 的 外屸 觀 , 裡羬 面 堆 積 大 量 填 充屌 物 以层 增 加展 氣 液 的<br />
接 觸 , 進 而 增 強 分 離 效 率 。 由 於 只屯 靠 重 力 作 用岦 使 得 液 膜 流 動 緩 慢 以层 致 質 傳 係 數 低 , 故 導<br />
致 傳 統 填 充屌 床 需 要 龐 大 的 體 積 以层 達翥 成 所 需 要 的 分 離 效 率 , 這 會 使 投 資翊 成 本岓 、 操 作 費 用岦 和<br />
能 源 損 耗 相 對聬 地峸 提醚 升 , 因峴 此 發 展 高 效 率 及 小 尺尓 寸 之 質 傳 分 離 設 備鄠 成 為 新 的 趨 勢 。 對聬 於 傳<br />
統 填 充屌 床 而 言 , 系 統 之 水尯 力 容 量 與 兩 流 體 之 流 量 、 密 度 和 黏 度 等 性 質 有 關 之 外屸 , 尚 有 填<br />
充屌 物 特 性 、 堆 積 型 態 、 比尬 表 面 積 、 孔 隙 度 及 重 力 加展 速 度 等 因峴 素 。 以层 往 都 改 變 流 體 性 質 、<br />
填 充屌 物 性 質 和 流 體 之 操 作 條 件峋 , 以层 降 低 液 泛 的 可屣 能 性 。 相 較翛 之 下 , 若 當 重 力 加展 速 度 增 加展<br />
時 , 液 泛 的 可屣 能 性 會 降 低 更 多峿 , 也 相 對聬 地峸 提醚 升 分 離 效 率 。<br />
藉 由 以层 上 的 思 維 , 若 真 的 可屣 以层 使 重 力 加展 速 度 增 加展 , 則 系 統 能 在峹 較翛 寬 廣 的 氣 液 流 量 範<br />
圍酌 內 操 作 , 即 處 理 量 可屣 增 加展 。 另屮 外屸 , 氣 液 逆 流 相 對聬 速 度 增 大 , 氣 液 會 更 快 速 達翥 成 平岅 衡 ,<br />
氣 液 混 合峯 程 度 更 佳 , 且尼 增 加展 填 充屌 物 的 有 效 界 面 積 , 並 形 成 較翛 薄 的 液 膜 及 產 生岥 較翛 高 的 液 相<br />
質 傳 係 數 , 進 而 縮 小 設 備鄠 尺尓 寸 及 降 低 投 資翊 和 操 作 成 本岓 。 美 國 太 空 計 畫 於 1976 年 徵 求 微<br />
重 力 場酏 (Micro Gravity) 研 究 項 目岰 , 英 國 ICI 公 司屫 的 新 科 學 研 究 小 組 Ramshaw 等 人 以层 理 論<br />
研 究 得 知 在峹 微 重 力 場酏 下 , 不 利 於 蒸 餾 、 吸 收 及 氣 提醚 等 氣 液 接 觸 分 離 程 序 , 反 而 在峹 超 重 力<br />
場酏 (High Gravity) 下 進 行 這 些 程 序 才 有 利 , 朝醹 著 這 一 思 路翔 及 一 連 串 的 實聧 驗 研 究 , 證 實聧 理 論<br />
判 斷 , 若 要 縮 小 傳 統 設 備鄠 尺尓 寸 , 增 強 質 傳 過翫 程 , 就酧 必岊 須 要 突 破 重 力 的 限 制 。 由 於 地峸 球 的<br />
重 力 場酏 無 法 增 加展 , 只屯 能 藉 由 將 填 充屌 床 旋 轉 以层 產 生岥 超 重 力 場酏 , 於 是 超 重 力 HIGEE( 取 超 重<br />
力 場酏 ”High G” 之 音 ) 的 技 術 蘊 育 而 生岥 。 此 種 革 命 性 的 創鄪 新 技 術 , 由 英 國 ICI 公 司屫 之<br />
Ramshaw 和 Mallinson 在峹 1981 年 首 先峕 發 表 旋 轉 填 充屌 床 並 將 其 應 用岦 於 蒸 餾 和 吸 收 系 統 [1] ,<br />
後 來 研 究 者 陸鄊 續 開 發 適 合峯 應 用岦 於 氣 體 處 理 大 之 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 , 其 應 用岦 於 VOCs 去屢 除<br />
具 有 很 高 的 經 濟 潛 力 , 因峴 此 其 應 用岦 於 二 氧 化 碳 吸 收 程 序 上 預耖 期醸 應 該 具 有 相 同峧 的 效 率 。<br />
1-2 研 究 目岰 的<br />
由 之 前 研 究 成 果 可屣 以层 預耖 期醸 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 除 了 可屣 用岦 於 高 氣 體 流 量 之 外屸 , 在峹 二 氧 化<br />
碳 吸 收 效 率 上 , 應 該 具 有 不 錯 的 競 爭 力 , 因峴 此 為 了 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 於 應 用岦 時 之 吸<br />
收 效 率 , 本岓 計 畫 之 主尾 要 目岰 的 為 評 估 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 不 同峧 二 氧 化 碳 濃 度 下 之 二 氧 化 碳<br />
吸 收 效 率 ; 先峕 以层 NaOH 水尯 溶 液 吸 收 二 氧 化 碳 , 藉 以层 探 討 影 響 吸 收 效 率 的 操 作 變 數 ( 如崇 轉<br />
速 、 液 體 流 量 及 氣 體 流 量 等 ), 以层 作 為 未岔 來 去屢 除 氣 流 中 二 氧 化 碳 之 參 考 ; 最鄦 終 目岰 標 則 是<br />
開 發 更 有 效 率 之 處 理 技 術 如崇 改 變 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 部 構 造 或 使 用岦 不 同峧 吸 收 劑 如崇 MEA<br />
水尯 溶 液 、AMP 水尯 溶 液 或 氨 水尯 等 。<br />
1
二 、 文尠 獻 回峵 顧<br />
2-1 二 氧 化 碳 吸 收 方尣 法<br />
二 氧 化 碳 之 吸 收 程 序 , 依 吸 收 劑 種 類 又 可屣 分 為 物 理 吸 收 法 及 化 學 吸 收 法 [2,3] 。<br />
1. 物 理 吸 收 法<br />
使 用岦 一 些 有 機 或 無 機 液 體 , 如崇 propylene carbonate、dimethyl ether of polyethylene glycol<br />
及 sea water 等 作 為 吸 收 劑 , 利 用岦 CO 2 在峹 這 些 溶 劑 中 的 溶 解羱 度 隨 著 壓 力 變 化 的 原 理 來 吸<br />
收 CO 2 , 其 優 點 是 吸 收 在峹 高 壓 及 低 溫 的 條 件峋 下 , 吸 收 容 量 大 , 吸 收 劑 用岦 量 少 , 且尼 吸 收<br />
效 率 隨 著 壓 力 的 增 加展 或 溫 度 的 減釥 少 而 增 加展 , 而 在峹 吸 收 飽耞 和 之 後 , 採 用岦 降 壓 或 常 溫 氣 提醚<br />
的 方尣 式 將 CO 2 分 離 而 使 吸 收 劑 再峘 生岥 , 但 是 由 於 CO 2 在峹 溶 劑 中 的 溶 解羱 度 須 滿 足 亨 利 定<br />
律 , 因峴 此 這 種 方尣 法 適 合峯 於 CO 2 分 壓 較翛 高 且尼 CO 2 去屢 除 率 要 求 不 高 之 條 件峋 。 另屮 外屸 , 其 消 耗<br />
熱 能 比尬 化 學 吸 收 法 小 , 且尼 不 易 於 腐 蝕 , 但 吸 收 劑 會 因峴 硫 化 物 劣峟 化 而 減釥 少 再峘 生岥 次 數 。<br />
2. 化 學 吸 收 法<br />
與 物 理 吸 收 法 不 同峧 , 化 學 吸 收 法 是 吸 收 劑 與 CO 2 發 生岥 化 學 反 應 來 達翥 到 回峵 收 CO 2 並 利 用岦<br />
其 逆 反 應 進 行 吸 收 劑 再峘 生岥 , 因峴 此 化 學 吸 收 法 是 最鄦 有 效 率 的 回峵 收 CO 2 方尣 法 , 其 能 獲 得 高<br />
的 CO 2 去屢 除 率 且尼 適 合峯 於 處 理 二 氧 化 碳 分 壓 低 的 混 合峯 氣 體 , 但 其 缺 點 有 以层 下 三 點 : 溶 劑<br />
與 其 他屆 氣 體 ( 如崇 O 2 、SO x 或 COS) 發 生岥 不 可屣 逆 的 化 學 反 應 , 使 吸 收 劑 之 再峘 生岥 次 數 減釥 少 ,<br />
因峴 而 增 加展 操 作 成 本岓 ; 由 於 吸 收 劑 多峿 為 鹼 性 溶 液 , 會 對聬 吸 收 塔 、 再峘 生岥 塔 及 周 邊 管 線 造 成<br />
腐 蝕 作 用岦 ; 操 作 變 數 較翛 多峿 , 因峴 此 操 作 較翛 為 繁 瑣 。 由 於 CO 2 為 酸 性 氣 體 , 故 一 般 選 用岦 具<br />
有 鹼 性 之 吸 收 劑 , 常 使 用岦 吸 收 劑 之 比尬 較翛 如崇 表 1, 並 將 常 用岦 之 方尣 法 簡 述 如崇 下 :<br />
(1) 碳 酸 鉀翺 吸 收 法<br />
此 法 最鄦 初 是 在峹 美 國 開 發 利 用岦 煤 合峯 成 液 體 燃 料 方尣 案 中 的 一 部 分 發 展 而 起 的 , 主尾 要 是 利<br />
用岦 碳 酸 鉀翺 溶 液 吸 收 CO 2 反 應 產 生岥 碳 酸 氫 鉀翺 。 再峘 生岥 的 話羼 , 將 已 吸 收 CO 2 的 碳 酸 鉀翺 溶 液<br />
加展 熱 到 碳 酸 氫 鉀翺 的 分 解羱 即 可屣 發 生岥 逆 反 應 , 產 生岥 CO 2 並 將 反 應 生岥 成 的 碳 酸 鉀翺 再峘 使 用岦 。<br />
50 年 代屈 初 此 法 發 展 為 活 化 熱 碳 酸 鉀翺 法 , 即 將 吸 收 CO 2 的 溫 度 提醚 升 至 105~120°C 及<br />
壓 力 提醚 高 至 2.3MPa, 且尼 在峹 同峧 溫 度 下 採 用岦 降 壓 的 方尣 法 來 再峘 生岥 吸 收 劑 , 其 結 果 是 增 加展 反<br />
應 速 率 及 吸 收 容 量 , 但 吸 收 速 率 仍 慢 , 而 且尼 由 於 溫 度 的 提醚 升 會 造 成 嚴 重 的 腐 蝕 , 故<br />
加展 入 活 性 劑 來 提醚 高 吸 收 與 再峘 生岥 速 率 並 減釥 輕 腐 蝕 , 因峴 而 稱 為 活 化 熱 碳 酸 鉀翺 法 。 常 用岦 的<br />
活 性 劑 有 無 機 活 性 劑 ( 砷 酸 鹽 、 硼 酸 鹽 和 磷 酸 鹽 ) 和 有 機 活 性 劑 ( 有 機 胺 和 醛 、 酮 類 有<br />
機 物 )。<br />
(2) 醇 胺 吸 收 法<br />
一 般 常 用岦 之 醇 胺 類 有 一 級 醇 胺 ( 如崇 MEA)、 二 級 醇 胺 ( 如崇 DEA、DIPA) 及 三 級 醇 胺 ( 如崇<br />
MDEA、TEA)。 一 級 醇 胺 和 二 級 醇 胺 具 有 強 的 鹼 性 , 故 其 與 CO 2 反 應 具 有 較翛 快 的 速<br />
率 , 但 由 於 反 應 形 成 的 產 物 為 carbamate, 使 得 其 吸 收 容 量 限 制 於 0.5mol-CO 2 /mol-<br />
醇 胺 。 三 級 醇 胺 因峴 鹼 性 較翛 弱 而 降 低 與 CO 2 反 應 的 速 率 , 然 而 其 吸 收 容 量 卻 能 達翥 到<br />
1.0mol-CO 2 /mol- 醇 胺 。 近 來 , 立岷 體 障 礙 醇 胺 ( 如崇 AMP) 被 使 用岦 來 代屈 醷 傳 統 醇 胺 作 為 吸<br />
收 劑 [4] , 因峴 其 具 有 較翛 快 之 吸 收 速 率 且尼 能 如崇 三 級 醇 胺 具 有 1.0mol-CO 2 /mol- 醇 胺 的 高 吸<br />
2
收 容 量 。 另屮 外屸 , 混 合峯 醇 胺 也 是 目岰 前 研 究 方尣 向峭 之 一 [5] , 因峴 混 合峯 醇 胺 是 溶 液 中 混 有 兩 種<br />
以层 上 之 醇 胺 溶 液 , 綜 合峯 各峬 級 醇 胺 的 優 點 , 故 具 有 快 吸 收 速 率 與 高 吸 收 容 量 之 特 性 ,<br />
常 使 用岦 之 混 合峯 醇 胺 有 MEA-MDEA 、 MEA-TEA 、 DEA-MDEA 、 DEA-TEA 、<br />
DEA-AMP、MEA-AMP 及 DEA-TEA-AMP 等 。<br />
(3)NaOH 吸 收 法<br />
利 用岦 強 鹼 溶 液 作 為 吸 收 劑 ,NaOH 是 常 使 用岦 的 化 學 溶 劑 , 已 有 相 當 多峿 的 研 究 探 討<br />
NaOH 濃 度 對聬 CO 2 吸 收 效 率 的 影 響 , 並 也 常 以层 此 系 統 比尬 較翛 不 同峧 氣 液 接 觸 吸 收 器 之 效<br />
能 。 除 了 NaOH,LiOH 及 KOH 也 能 被 使 用岦 於 吸 收 二 氧 化 碳 [6] 。<br />
[3]<br />
表 1 各峬 種 吸 收 劑 優 缺 點 之 比尬 較翛<br />
吸 收 劑 種 類 優 點 缺 點<br />
一 級 醇 胺<br />
MEA<br />
二 級 醇 胺<br />
DEA、DIPA<br />
三 級 醇 胺<br />
MDEA、TEA<br />
立岷 體 障 礙 醇 胺<br />
AMP<br />
強 鹼<br />
NaOH、KOH、LiOH<br />
吸 收 速 率 快<br />
價 格 便 宜<br />
對聬 碳 氫 化 合峯 物 吸 收 極 小<br />
吸 收 速 率 快<br />
較翛 不 具 腐 蝕 性<br />
適 用岦 於 含 有 COS 及 CS 2 之 廢 氣<br />
熱 容 量 低<br />
吸 收 容 量 高<br />
熱 容 量 低<br />
對聬 H 2 S 具 有 選 擇 性 吸 收<br />
汽 提醚 特 性 佳<br />
吸 收 容 量 高<br />
吸 收 速 率 快<br />
汽 提醚 特 性 佳<br />
對聬 H 2 S 具 有 高 選 擇 性 吸 收<br />
去屢 除 效 率 佳<br />
吸 收 容 量 低<br />
不 適 用岦 於 含 有 COS 及 CS 2 之 廢 氣<br />
較翛 具 腐 蝕 性<br />
熱 容 量 高<br />
容 易 被 煙 道翣 中 的 SO 2 、O 2 毒 化<br />
吸 收 容 量 低<br />
吸 收 速 率 慢<br />
熱 容 量 高<br />
昂 貴<br />
溶 劑 無 法 再峘 生岥<br />
物 理 吸 收 法 若 要 實聧 際 應 用岦 於 大 規 模 回峵 收 CO 2 時 , 必岊 須 耗 費 較翛 其 他屆 技 術 更 多峿 的 能 源 ,<br />
為 目岰 前 此 類 方尣 法 尚 待 突 破 的 關 鍵 , 因峴 此 工 業 上 最鄦 常 被 使 用岦 的 方尣 法 即 為 化 學 吸 收 法 如崇 表 2<br />
所 示岴 , 由 此 表 可屣 以层 知 道翣 , 各峬 種 方尣 法 之 差 異 在峹 於 所 使 用岦 的 吸 收 劑 種 類 不 同峧 或 者 搭 配 一 些 增<br />
加展 吸 收 CO 2 速 率 的 活 化 劑 。 為 了 使 吸 收 CO 2 方尣 法 更 具 有 經 濟 性 與 應 用岦 性 , 故 目岰 前 研 發 需<br />
要 考 量 如崇 何 增 加展 CO 2 吸 收 速 率 、 提醚 昇 CO 2 回峵 收 效 率 及 降 低 處 理 成 本岓 等 , 在峹 此 僅 介 紹 其 中<br />
四屶 種 工 業 上 回峵 收 CO 2 的 方尣 法 [2,3,7] 。<br />
3
[3,7]<br />
表 2 目岰 前 工 業 上 採 用岦 的 回峵 收 CO 2 方尣 法<br />
處 理 流 程 名峮 稱 吸 收 劑 專 利 者<br />
裝羫 置 數<br />
(1998 年 止尩 )<br />
Activated MDEA MDEA BASF( 德 ) 90<br />
Amine Guard FS MEA UOP( 美 ) 500<br />
Benfield Hot Potassium Carbonate UOP( 美 ) 675<br />
Carsol Hot Potassium Carbonate Carbochim( 比尬 利 時 ) 31<br />
Catacarb Hot Potassium Carbonate Eichmeyer Associata( 美 ) 100<br />
Flexsorb Hot Potassium Carbonate Exxon’s( 美 ) 35<br />
Fluor Propylene Carbonate Fluor( 美 ) 13<br />
G-V Hot Potassium Carbonate Giammarco( 義罳 大 利 ) 200<br />
Purisol N-methy-pyrrolidone Lurgi( 德 ) 7<br />
Rectisol Cold Methanol Linde 與 Lurgi( 德 ) 100<br />
Selexol<br />
Sulfinol<br />
dimethyl ether of polyethylene<br />
glycol<br />
alkanolamine and<br />
tetrahydrothiophene dioxide<br />
Union Carbide<br />
Corporation( 美 )<br />
50<br />
Shell( 美 ) 200<br />
1.Activated MDEA 法<br />
活 性 MDEA 是 德 國 BASF 公 司屫 的 專 利 , 從 1970 年 開 始 應 用岦 於 工 業 生岥 產 , 目岰 前 世尺 上 有<br />
90 多峿 套 裝羫 置 , 此 法 的 吸 收 劑 為 MDEA 水尯 溶 液 , 含 量 為 45~50%, 並 添 加展 3% 的 活 化 劑<br />
以层 增 加展 CO 2 的 吸 收 速 率 。MDEA 水尯 溶 液 吸 收 CO 2 過翫 程 具 有 物 理 吸 收 和 化 學 吸 收 之 特<br />
點 , 吸 收 CO 2 後 生岥 成 的 碳 酸 氫 鹽 , 可屣 加展 熱 再峘 生岥 。 此 法 之 操 作 條 件峋 為 .. 吸 收 壓 力 0.05MPa; 吸 收 溫 度 50~90°C; 再峘 生岥 壓 力 0.05~0.19MPa。 此 法 能 達翥 到 CO 2 純<br />
度 >99.5%;CO 2 回峵 收 率 >99%; 淨 化 氣 中 CO 2 含 量 最鄦 低 可屣 至 5ppm。<br />
2.Selexol 法<br />
此 法 在峹 1960 年 代屈 由 Allied 化 學 公 司屫 開 發 , 後 來 轉 入 UCC 公 司屫 , 在峹 1965 年 首 次 工 業<br />
性 試羵 驗 , 目岰 前 世尺 界 上 有 50 套 裝羫 置 。 所 使 用岦 之 吸 收 劑 (dimethyl ether of polyethylene glycol)<br />
具 有 無 毒 、 熱 穩 定 性 好崅 、 不 分 解羱 及 無 腐 蝕 性 等 特 點 , 整 體 設 備鄠 採 用岦 碳 鋼 設 備鄠 , 由 於 此<br />
吸 收 劑 蒸 汽 壓 極 低 , 因峴 此 揮醞 發 損 失屺 少 。 此 法 之 操 作 條 件峋 為 吸 收 溫 度 -5~0°C,CO 2 回峵 收<br />
率 可屣 達翥 95%。<br />
3.Rectisol 法<br />
此 法 在峹 1950 年 代屈 由 德 國 的 Linde 公 司屫 與 Lurgi 公 司屫 聯 合峯 開 發 的 , 第 一 套 裝羫 置 由 Lurgi<br />
公 司屫 於 1954 年 用岦 在峹 南 非 建 成 的 合峯 成 燃 料 工 廠 , 目岰 前 世尺 界 上 有 100 多峿 套 裝羫 置 。 此 法 最鄦 適<br />
合峯 用岦 於 去屢 除 由 含 硫 重 油 或 煤 部 分 氧 化 生岥 成 的 氣 體 中 之 CO 2 和 硫 化 物 。 此 法 所 使 用岦 之 甲<br />
醇 因峴 蒸 氣 壓 較翛 高 , 故 須 在峹 低 溫 下 (-55~35°C) 操 作 。 在峹 低 溫 下 二 氧 化 碳 的 溶 解羱 度 隨 著 溫<br />
度 下 降 而 顯 著 地峸 增 加展 , 因峴 此 操 作 上 所 需 要 的 溶 劑 量 較翛 少 , 設 備鄠 也 較翛 小 。 此 法 可屣 使 淨 化<br />
4
氣 中 CO 2 含 量 達翥 10~100ppm。<br />
4. 改 良 碳 酸 鉀翺 法<br />
各峬 種 改 良 碳 酸 鉀翺 法 所 使 用岦 的 吸 收 劑 都 是 熱 碳 酸 鉀翺 溶 液 , 只屯 是 其 中 添 加展 不 同峧 的 活 化 劑 ,<br />
使 用岦 活 化 劑 是 為 了 增 快 碳 酸 鉀翺 溶 液 吸 收 CO 2 與 再峘 生岥 的 速 率 ,Benfield 法 、Catacarb 法 、<br />
Carsol 法 所 用岦 的 活 化 劑 都 是 烷 基 醇 胺 類 。 早 期醸 G-V 法 使 用岦 的 As 2 O 3 活 化 劑 比尬 其 他屆 活 化<br />
劑 速 率 快 , 但 是 有 毒 。 近 年 來 已 改 用岦 無 毒 的 胺 基 乙 酸 活 性 劑 代屈 醷 。Flexsorb 法 是 溶 液<br />
中 加展 一 種 立岷 體 障 礙 醇 胺 , 這 可屣 使 吸 收 CO 2 容 量 增 加展 20~40%, 吸 收 速 率 可屣 提醚 高 100% 或<br />
更 高 。<br />
5
2-2 旋 轉 填 充屌 床 之 發 展<br />
用岦 於 吸 收 CO 2 的 設 備鄠 已 經 發 展 多峿 種 不 同峧 的 類 型 , 常 見 的 有 板 塔 (trayed tower)、 填 充屌<br />
塔 (packed tower)、 噴 霧 塔 (spray tower)、 氣 泡 塔 (bubble tower)。 由 於 吸 收 是 一 種 氣 液 間<br />
質 傳 現 象 , 根 據 費 克 定 律 (Fick’s law) 可屣 以层 了 解羱 , 若 能 降 低 質 傳 阻 力 與 增 加展 氣 液 接 觸 面 積<br />
則 質 傳 效 果 將 愈 大 , 以层 上 設 備鄠 都 著 重 於 氣 液 接 觸 面 積 的 強 化 , 因峴 此 可屣 提醚 升 的 質 傳 效 果 有<br />
限 , 因峴 此 若 能 往 降 低 質 傳 阻 力 方尣 向峭 研 發 新 的 設 備鄠 將 可屣 提醚 升 現 有 設 備鄠 之 CO 2 吸 收 效 率 。1976<br />
年 美 國 太 空 計 畫 徵 求 微 重 力 場酏 (Micro Gravity) 試羵 驗 項 目岰 , 英 國 ICI 公 司屫 的 新 科 學 研 究 小 組<br />
Ramshaw 等 人 以层 理 論 研 究 獲 得 在峹 微 重 力 場酏 下 , 不 利 於 蒸 餾 、 吸 收 和 氣 提醚 等 氣 液 接 觸 分 離<br />
程 序 , 反 而 在峹 超 重 力 場酏 (High Gravity) 下 有 利 於 這 些 程 序 。 朝醹 著 這 一 思 路翔 而 進 行 的 實聧 驗 研<br />
究 , 證 實聧 理 論 判 斷 , 因峴 此 要 縮 減釥 傳 統 設 備鄠 體 積 , 強 化 質 傳 過翫 程 , 就酧 必岊 須 要 突 破 重 力 的 影<br />
響 。 由 於 地峸 球 的 重 力 場酏 無 法 增 加展 , 只屯 能 藉 由 旋 轉 填 充屌 床 以层 產 生岥 超 重 力 場酏 , 於 是 超 重 力<br />
(HIGEE, 取 ”High G” 之 音 ) 技 術 蘊 育 而 生岥 。 此 種 創鄪 新 的 技 術 , 由 英 國 ICI 公 司屫 之 Ramshaw<br />
和 Mallinson [1] 在峹 1981 年 首 先峕 發 表 專 利 並 將 其 應 用岦 於 蒸 餾 和 吸 收 系 統 。<br />
超 重 力 技 術 的 原 理 是 將 一 個 形 狀 類 似 甜 甜 圈 的 轉 筒 , 高 速 旋 轉 ( 一 般 低 於 2000rpm)<br />
產 生岥 超 重 力 場酏 以层 提醚 昇 分 離 的 效 率 , 進 而 縮 減釥 設 備鄠 尺尓 寸 。 這 樣 的 設 備鄠 被 稱 之 為 旋 轉 填 充屌 床<br />
(RPB,Rotating Packed Bed), 如崇 圖职 1 所 示岴 。 具 體 來 說 , 旋 轉 填 充屌 床 是 把 填 充屌 物 裝羫 填 於 轉<br />
筒 內 , 此 轉 筒 安崎 裝羫 於 靜 止尩 的 外屸 殼釖 內 , 並 以层 每 分 鐘 數 千 轉 的 轉 速 繞 垂 直 軸 旋 轉 。 液 體 由 轉<br />
筒 的 中 心尚 進 入 後 由 液 體 分 佈 器 射 出屒 , 噴 入 轉 筒 , 然 後 藉 離 心尚 力 的 作 用岦 快 速 地峸 往 轉 筒 外屸 緣<br />
流 動 。 氣 體 由 轉 筒 外屸 緣 進 入 , 在峹 壓 差 作 用岦 下 , 由 外屸 向峭 內 在峹 轉 筒 內 與 液 體 發 生岥 高 效 的 逆 流<br />
接 觸 並 進 行 質 傳 交岾 換醢 。 由 旋 轉 填 充屌 床 產 生岥 的 離 心尚 加展 速 度 可屣 高 達翥 100g 至 500g( 視 床 半屜 徑 與<br />
轉 速 而 定 ), 在峹 這 樣 的 超 重 力 場酏 下 可屣 大 幅酭 提醚 升 逆 流 接 觸 的 氣 液 流 量 。 旋 轉 填 充屌 床 的 空 隙<br />
度 可屣 高 達翥 90~95% 且尼 能 使 用岦 比尬 表 面 積 高 達翥 2000~5000m 2 /m 3 之 填 充屌 物 [8] 。<br />
液 體 入 口<br />
液 體 入 口<br />
氣 體 出屒 口<br />
液 體 分 佈 器<br />
氣 體 出屒 口<br />
風 扇<br />
填 充屌 物<br />
液 體 分 佈 器<br />
軸 封<br />
轉 筒<br />
外屸 殼釖<br />
氣 體 入 口<br />
填 充屌 物<br />
軸 封<br />
液 體 出屒 口<br />
轉 軸<br />
圖职 1 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职<br />
液 體 出屒 口 氣 體 入 口 氣 體 入 口<br />
密 封<br />
轉 軸<br />
圖职 2 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职<br />
6
旋 轉 填 充屌 床 內 氣 液 接 觸 過翫 程 的 主尾 要 特 色 , 在峹 於 氣 液 在峹 比尬 表 面 積 很 大 之 多峿 孔 性 填 充屌 物<br />
的 細 小 孔 道翣 內 , 以层 很 高 的 相 對聬 速 度 逆 向峭 接 觸 。 巨岀 大 的 表 面 , 高 度 的 湍釯 動 , 界 面 快 速 地峸 更<br />
新 , 相 間 和 相 內 激 烈 地峸 混 合峯 與 分 散醩 是 此 新 穎 技 術 的 基 本岓 特 點 , 因峴 此 , 不 論 是 氣 相 控 制 還<br />
是 液 相 控 制 的 程 序 都 能 獲 到 極 大 地峸 強 化 , 藉 由 這 個 特 點 將 此 技 術 應 用岦 於 質 傳 為 控 制 步 驟<br />
之 反 應 程 序 應 也 可屣 獲 得 不 錯 的 效 果 。 一 般 而 言 , 旋 轉 填 充屌 床 可屣 以层 將 質 傳 單酀 元 高 度 (HTU,<br />
Height of Transfer Unit) 由 重 力 場酏 (1g) 下 的 30~100cm 降 至 超 重 力 場酏 (100~500g) 下<br />
1~3cm [9-21] , 故 體 積 質 傳 係 數 提醚 升 一 至 兩 個 數 量 級 。 因峴 此 , 使 一 個 高 度 幾酱 十 米 的 傳 統 填<br />
充屌 床 縮 小 成 床 外屸 徑 不 超 過翫 一 米 、 厚 不 過翫 十 幾酱 至 幾酱 十 公 分 的 旋 轉 填 充屌 床 。<br />
吾 人 醶 使 用岦 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 去屢 除 氣 流 中 二 氧 化 碳 , 研 究 中 使 用岦 不 同峧 吸 收 劑 探 討 其<br />
對聬 二 氧 化 碳 吸 收 效 率 之 影 響 , 結 果 發 現 MEA 之 吸 收 效 率 高 於 其 他屆 吸 收 劑 [13] 。 另屮 外屸 , 逆<br />
流 式 旋 轉 填 充屌 床 與 傳 統 填 充屌 床 之 質 傳 單酀 元 高 度 (HTU) 比尬 較翛 如崇 表 3 所 示岴 , 由 此 表 可屣 以层 知 道翣 逆<br />
流 式 旋 轉 填 充屌 床 填 充屌 物 厚 度 4.2cm 約 有 1 至 2 個 質 傳 單酀 元 數 (NTU) 的 分 離 效 率 , 相 當 於<br />
2.1~4.2cm 的 質 傳 單酀 元 高 度 (HTU), 且尼 在峹 相 同峧 氣 體 流 量 範 圍酌 下 , 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 質 傳<br />
單酀 元 高 度 低 於 傳 統 填 充屌 床 之 質 傳 單酀 元 高 度 , 以层 致 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 體 小 質 輕 。 因峴 此 , 逆<br />
流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 應 用岦 於 吸 收 二 氧 化 碳 上 , 具 有 高 效 率 及 低 成 本岓 等 優 點 。<br />
操 作 狀 況<br />
氣 相<br />
液 相<br />
[13]<br />
表 3 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 與 傳 統 填 充屌 床 之 質 傳 單酀 元 高 度 (HTU) 比尬 較翛<br />
傳 統 填 充屌 床<br />
逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床<br />
壓 力 , atm 1 1<br />
溫 度 , K 297 300<br />
二 氧 化 碳 濃 度 , mol% 1 1<br />
氣 體 流 量 , L/min 4.9~10.4 4.4~11.4<br />
NaOH 濃 度 , kmol/m 3 0.2~1.0 0.2~1.0<br />
液 體 流 量 , mL/min 23~67 42~108<br />
質 傳 單酀 元 高 度 HTU, cm 13~49 2.1~4.2<br />
逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 的 內 外屸 環 流 體 通 道翣 截 面 積 差 異 大 , 氣 速 變 化 過翫 大 , 氣 體 所 受 阻 力<br />
高 ; 氣 體 由 旋 轉 床 的 外屸 環 沿 徑 向峭 流 動 至 內 環 , 需 克 服 離 心尚 阻 力 。 這 兩 個 因峴 素 造 成 氣 體 流<br />
動 阻 力 過翫 大 , 不 適 合峯 用岦 於 高 氣 體 流 量 的 氣 液 質 傳 程 序 。 爲 了 在峹 高 氣 體 流 量 的 氣 液 質 傳 程<br />
序 中 能 引尙 入 離 心尚 力 場酏 強 化 質 傳 , 一 些 研 究 者 開 始 研 發 不 同峧 於 逆 流 式 的 錯 流 式 旋 轉 填 充屌<br />
床 , 其 結 構 如崇 圖职 2 所 示岴 [22] 。 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 中 的 氣 體 流 道翣 截 面 積 固 定 , 氣 體 速 度 恒 定 ,<br />
且尼 氣 體 沿 旋 轉 床 軸 向峭 流 動 , 無 需 克 服 離 心尚 阻 力 , 故 氣 體 阻 力 小 , 適 合峯 高 氣 體 流 量 的 氣 液<br />
兩 相 質 傳 程 序 [22] 。<br />
工 研 院 化 工 所 開 發 的 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 , 其 氣 體 處 理 量 可屣 達翥 300Nm 3 /hr, 其 填 充屌 物<br />
每 米 質 傳 單酀 元 數 ≥20。 以层 此 套 設 備鄠 進 行 吸 收 測釱 試羵 , 結 果 顯 示岴 :(1) 當 氣 液 體 積 比尬 為 500 且尼 轉<br />
7
速 為 1800rpm 時 , 常 溫 下 吸 收 氣 流 中 異 丙尹 醇 , 脫 除 率 可屣 達翥 95% 以层 上 ;(2) 當 氣 液 體 積 比尬 為<br />
40 且尼 轉 速 為 1800rpm 時 , 常 溫 下 吸 收 氣 流 中 乙 酸 乙 酯 , 脫 除 率 可屣 達翥 95% 以层 上 , 可屣 用岦 於 脫<br />
除 氣 流 中 揮醞 發 性 物 質 [23] 。 表 2 為 VOCs 處 理 技 術 之 經 濟 效 益 比尬 較翛 , 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 雖 然<br />
在峹 設 備鄠 成 本岓 上 相 當 於 傳 統 吸 收 塔 , 但 是 其 操 作 成 本岓 約 是 傳 統 吸 收 塔 的 50%, 這 主尾 要 是 因峴<br />
為 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 操 作 上 可屣 以层 減釥 少 吸 收 劑 的 用岦 量 和 降 低 週 邊 裝羫 置 的 負 荷 。 另屮 外屸 , 由<br />
於 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 低 濃 度 下 也 具 有 一 定 程 度 的 質 傳 效 率 , 可屣 在峹 某 些 領 域 上 醷 代屈 活 性<br />
碳 吸 附 床 , 由 表 4 顯 示岴 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 設 備鄠 成 本岓 上 低 於 活 性 碳 吸 附 床 而 在峹 操 作 成 本岓<br />
上 相 當 於 活 性 碳 吸 附 床 , 因峴 此 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 低 濃 度 VOCs 範 圍酌 內 具 有 良 好崅 的 應 用岦<br />
潛 力 [23] 。<br />
VOCs 處 理 技 術<br />
[23]<br />
表 4 不 同峧 VOCs 處 理 技 術 之 經 濟 效 益 比尬 較翛<br />
應 用岦 濃 度 範 圍酌<br />
ppmv<br />
處 理 量 範 圍酌 去屢 除 效 率<br />
CMM<br />
(%)<br />
設 備鄠 成 本岓<br />
(NT$/CMM)<br />
操 作 成 本岓<br />
(NT$/1000M 3 )<br />
焚 化 100~1,000 30~14,000 95~99 50,000~80,000 7~40<br />
冷 凝 5,000~10,000 3~550 70~85 20,000~40,000 13~48<br />
活 性 碳 吸 附 700~10,000 3~1700 90~98 7,500~15,000 5~20<br />
傳 統 吸 收 塔 500~15,000 60~3,000 90~98 3,000~5,000 17~50<br />
生岥 物 濾 床 10~5,000 10~2,500 80~99 18,000~30,000 10~30<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 10~10,000 1~1000 95~99 4,500~6,000 8~20<br />
吸 收 法 為 去屢 除 CO 2 方尣 法 之 一 , 其 機 制 為 CO 2 經 由 擴 散醩 及 溶 解羱 之 質 量 傳 遞 過翫 程 , 進 入<br />
吸 收 劑 中 。 在峹 吸 收 操 作 中 , 質 量 傳 遞 驅 動 力 之 大 小 , 是 由 廢 氣 內 CO 2 濃 度 和 平岅 衡 濃 度 之<br />
差 異 程 度 所 決 定 的 。 吸 收 機 制 包屗 括 CO 2 溶 於 吸 收 劑 之 物 理 過翫 程 , 有 時 也 包屗 含 溶 質 和 吸 收<br />
劑 之 間 的 化 學 反 應 。 以层 節 省 成 本岓 而 言 通 常 使 用岦 水尯 當 吸 收 劑 來 去屢 除 CO 2 , 如崇 此 一 來 只屯 牽 涉<br />
物 理 吸 收 , 若 要 使 物 理 吸 收 更 有 效 , 唯 有 使 水尯 能 夠 完 全峖 將 CO 2 吸 收 , 但 是 由 於 CO 2 溶 於<br />
水尯 之 溶 解羱 度 低 , 因峴 此 需 要 使 用岦 化 學 吸 收 劑 如崇 NaOH 水尯 溶 液 以层 增 加展 CO 2 溶 於 吸 收 劑 之 量 。<br />
以层 往 常 使 用岦 填 充屌 床 進 行 CO 2 化 學 吸 收 , 若 欲 增 加展 吸 收 效 率 , 通 常 都 需 要 龐 大 的 設 備鄠 或 增<br />
加展 吸 收 劑 量 才 能 達翥 到 需 求 , 但 若 使 用岦 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 卻 可屣 以层 縮 減釥 設 備鄠 大 小 或 減釥 少 吸 收<br />
劑 量 ( 降 低 吸 收 劑 輸 送 至 塔 頂鄕 所 需 能 源 , 若 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 耗 能 低 於 此 耗 能 減釥 少<br />
量 , 則 應 用岦 上 將 更 具 競 爭 力 ), 進 而 大 幅酭 地峸 減釥 少 去屢 除 成 本岓 , 故 以层 經 濟 觀 點 來 看 , 錯 流 式<br />
旋 轉 填 充屌 床 將 會 是 高 效 率 的 CO 2 去屢 除 設 備鄠 。<br />
8
三 、 實聧 驗 方尣 法<br />
圖职 3 為 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 主尾 體 構 造 圖职 , 填 充屌 物 上 方尣 加展 裝羫 氣 體 軸 封 可屣 以层 防 止尩 氣 體 由 填<br />
充屌 床 外屸 側 離 開 系 統 (bypass) 的 現 象 , 上 轉 盤 直 徑 14.3 公 分 , 有 八 個 圓 形 直 徑 1 公 分 的 孔 洞 ,<br />
下 轉 盤 直 徑 14.3 公 分 , 下 方尣 氣 體 進 口 處 有 ㄧ 個 直 徑 0.45 公 分 入 口 , 上 方尣 氣 體 出屒 口 直 徑 0.7<br />
公 分 。 液 體 經 由 上 方尣 進 入 系 統 , 藉 由 液 體 分 佈 器 噴 向峭 床 的 內 緣 , 而 液 體 分 佈 器 構 造 為 單酀<br />
排 有 12 個 間 隔耉 0.95 公 分 直 徑 1mm 的 孔 洞 , 下 方尣 的 液 體 出屒 口 為 一 個 1.1 公 分 直 徑 的 圓 孔 裝羫<br />
置 。 氣 體 由 下 方尣 一 個 進 口 進 入 系 統 , 以层 軸 向峭 為 主尾 要 流 動 方尣 式 , 液 體 主尾 要 在峹 徑 向峭 流 動 , 兩<br />
者 在峹 填 充屌 物 內 以层 錯 流 式 的 接 觸 型 態 發 生岥 質 傳 程 序 , 外屸 側 為 一 個 直 徑 18.1 公 分 的 透 明 壓 克<br />
力 外屸 筒 , 可屣 以层 方尣 便 實聧 驗 時 觀 察聫 系 統 內 液 體 的 流 動 分 佈 等 狀 況 。 以层 金 屬 絲 網 ( 線 徑 0.22mm)<br />
為 填 充屌 物 , 其 內 半屜 徑 2.4 公 分 、 外屸 半屜 徑 4.4 公 分 、 軸 向峭 高 度 12.0 公 分 、 孔 隙 度 0.949、 比尬 表<br />
面 積 677m 2 /m 3 , 實聧 際 構 造 如崇 圖职 4 所 示岴 。<br />
liquid inlet<br />
liquid distributor<br />
gas outlet<br />
gas seal<br />
packing support<br />
packing<br />
gas inlet<br />
liquid outlet<br />
gas inlet<br />
rotor shaft<br />
Seal<br />
圖职 3 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职<br />
圖职 5 表 示岴 簡 化 的 實聧 驗 流 程 圖职 。 在峹 正岗 常 操 作 下 , 含 有 二 氧 化 碳 之 氮釘 氣 由 鋼 瓶 提醚 供 並 以层<br />
流 量 計 調 整 所 需 流 量 , 先峕 流 經 二 氧 化 碳 分 析 儀 得 知 入 口 濃 度 , 然 後 進 入 錯 流 式 旋 轉 填 充屌<br />
床 內 。 含 有 二 氧 化 碳 之 氮釘 氣 因峴 壓 差 作 用岦 由 底 部 進 入 而 最鄦 後 從 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 上 端 排<br />
出屒 , 流 經 二 氧 化 碳 分 析 儀 測釱 得 出屒 口 濃 度 , 二 氧 化 碳 分 析 儀 如崇 圖职 6 所 示岴 。 吸 收 劑 藉 由 幫 浦<br />
的 帶 動 進 入 液 體 分 佈 器 , 此 液 體 分 佈 器 包屗 含 數 個 小 孔 洞 。 吸 收 劑 水尯 溶 液 藉 此 分 佈 器 以层 相<br />
當 高 的 速 度 射 出屒 , 然 後 進 入 填 充屌 床 最鄦 內 緣 處 , 最鄦 後 因峴 離 心尚 力 作 用岦 而 往 填 充屌 床 最鄦 外屸 緣 流<br />
動 , 且尼 從 旋 轉 填 充屌 床 底 部 排 出屒 。 因峴 此 , 操 作 過翫 程 中 , 氣 體 與 液 體 流 動 方尣 向峭 垂 直 , 如崇 此 將<br />
使 氣 體 所 受 阻 力 大 幅酭 地峸 降 低 。 本岓 研 究 所 採 用岦 之 實聧 驗 操 作 條 件峋 如崇 表 5 所 示岴 。<br />
9
圖职 4 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 實聧 圖职<br />
drain<br />
flowmeter<br />
packing<br />
CO 2<br />
analyzer<br />
sealing<br />
CO 2<br />
analyzer<br />
pump<br />
flowmeter<br />
NaOH<br />
sampler<br />
CO 2<br />
in<br />
effluent tank<br />
rotor shaft<br />
圖职 5 實聧 驗 流 程 圖职<br />
10
圖职 6 二 氧 化 碳 分 析 儀 實聧 圖职<br />
表 5 實聧 驗 操 作 條 件峋<br />
CO 2 -NaOH CO 2 -MEA CO 2 -AMP<br />
氣 相<br />
CO 2 濃 度 (%) 1, 4, 7, 10 1,10 1,10<br />
氣 體 流 量 (L/min) 10~70 10~70 10~70<br />
液 相<br />
吸 收 劑 濃 度 (mole/L) 0.2, 0.5, 0.7, 1 0.2, 1 0.2, 1<br />
液 體 流 量 (L/min) 0.1~0.5 0.1~0.5 0.1~0.5<br />
RPB 轉 速 (rpm) 600~1800 600~1800 600~1800<br />
為 了 評 估 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 質 傳 效 率 , 本岓 研 究 以层 總 括 體 積 氣 相 質 傳 係 數 (overall<br />
volumetric gas-side mass transfer coefficient, K G a) 作 為 判 斷 之 依 據 , 其 計 算 方尣 式 如崇 下 所 示岴 :<br />
Q<br />
K Ga<br />
=<br />
πZ<br />
(R<br />
b<br />
G<br />
2<br />
o<br />
− R<br />
2<br />
i<br />
⎛ Y<br />
⎜<br />
i<br />
ln<br />
) ⎝ Yo<br />
式 中<br />
K G a 為 氣 相 質 傳 係 數 (s -1 )<br />
Q G 為 氣 體 流 量 (m 3 /s)<br />
Z b 為 旋 轉 填 充屌 床 軸 向峭 高 度 (m)<br />
R o 為 旋 轉 填 充屌 床 外屸 半屜 徑 (m)<br />
R i 為 旋 轉 填 充屌 床 內 半屜 徑 (m)<br />
Y o 為 氣 體 出屒 口 處 二 氧 化 碳 之 莫 耳 分 率 (-)<br />
Y i 為 氣 體 入 口 處 二 氧 化 碳 之 莫 耳 分 率 (-)<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
11
四屶 、 結 果 與 討 論<br />
4-1 操 作 條 件峋 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響<br />
4-1-1 轉 速 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 主尾 要 是 利 用岦 增 加展 轉 速 以层 提醚 升 質 傳 效 率 , 理 論 上 轉 速 增 加展 二 氧 化 碳<br />
去屢 除 率 會 隨 之 增 加展 , 這 是 因峴 為 轉 速 增 加展 時 會 使 大 液 滴 被 切 割鄨 成 更 多峿 細 小 的 液 滴 , 增 加展 氣<br />
液 接 觸 面 積 , 同峧 時 由 於 強 大 的 剪 應 力 使 得 液 膜 變 薄 , 質 傳 阻 力 變 小 , 所 以层 提醚 升 質 傳 效 率<br />
造 成 去屢 除 率 增 加展 , 因峴 此 , 我 們 使 用岦 氫 氧 化 鈉 當 吸 收 劑 來 觀 察聫 在峹 不 同峧 吸 收 劑 濃 度 下 轉 速 對聬<br />
去屢 除 率 的 影 響 。 圖职 7(a) 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 氣 體<br />
流 量 和 液 體 流 量 時 轉 速 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 。 由 實聧 驗 結 果 顯 示岴 , 去屢 除 率 會 隨 著 轉 速<br />
的 增 加展 而 變 高 , 其 中 當 液 體 流 量 為 0.5L/min 與 氣 體 流 量 為 10L/min 時 , 去屢 除 率 隨 轉 速 增<br />
加展 而 變 大 的 幅酭 度 最鄦 小 , 這 是 因峴 為 NaOH 流 量 高 時 , 二 氧 化 碳 和 NaOH 一 接 觸 就酧 幾酱 乎屁 完 全峖<br />
被 吸 收 , 此 時 質 傳 限 制 幾酱 乎屁 不 崊 在峹 , 因峴 此 改 變 轉 速 對聬 於 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 就酧 變 得 不<br />
明 顯 。<br />
(a)<br />
(b)<br />
100<br />
100<br />
75<br />
75<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
25<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(RPM)<br />
25<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:1mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(RPM)<br />
圖职 7 轉 速 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 [(a)NaOH:0.2mole/L;(b)NaOH:1mole/L]<br />
當 NaOH 濃 度 由 0.2mole/L 增 加展 至 1mole/L 時 , 轉 速 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 如崇 圖职<br />
7(b) 所 示岴 。 由 此 圖职 可屣 知 去屢 除 率 也 是 隨 著 轉 速 增 加展 而 變 高 , 整 體 趨 勢 雖 然 和 圖职 7(a) 相 似 ,<br />
但 是 在峹 液 體 流 量 為 0.1L/min 及 氣 體 流 量 為 70L/min 的 條 件峋 下 時 圖职 7(b) 去屢 除 率 的 提醚 升 幅酭 度<br />
比尬 圖职 7(a) 較翛 明 顯 , 這 是 因峴 為 NaOH 濃 度 為 0.2mole/L 時 的 反 應 速 率 比尬 1mole/L 的 反 應 速<br />
率 慢 , 所 以层 當 接 觸 時 間 太 短 時 受 到 轉 速 的 影 響 就酧 會 變 得 比尬 較翛 不 顯 著 。<br />
12
4-1-2 氣 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響<br />
工 業 廢 氣 的 排 放 量 通 常 都 很 大 , 所 以层 設 備鄠 能 夠 處 理 的 氣 體 流 量 愈 大 愈 能 符 合峯 處 理 工<br />
業 廢 氣 的 需 求 , 因峴 此 對聬 於 探 討 氣 體 流 量 和 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 關 係 是 必岊 須 的 。 圖职 8(a) 為 在峹<br />
二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 和 液 體 流 量 時 氣 體 流 量 對聬<br />
二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 。 從 圖职 8(a) 可屣 以层 了 解羱 氣 體 流 量 增 加展 時 去屢 除 率 會 隨 之 變 低 , 這 是 因峴<br />
為 氣 體 流 量 增 加展 時 代屈 表 單酀 位 時 間 內 NaOH 必岊 須 吸 收 的 二 氧 化 碳 量 增 加展 , 超 過翫 NaOH 的 負<br />
荷 量 , 而 且尼 氣 體 流 量 增 大 會 造 成 氣 液 接 觸 時 間 縮 短 , 所 以层 會 使 較翛 多峿 的 二 氧 化 碳 未岔 被 吸 收<br />
就酧 從 出屒 口 流 出屒 因峴 而 造 成 較翛 低 的 去屢 除 率 。<br />
(a)<br />
(b)<br />
100<br />
100<br />
75<br />
75<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
25<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
25<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:1mole/L<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
0<br />
0 20 40 60 80<br />
0<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
圖职 8 氣 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 [(a)NaOH:0.2mole/L;(b)NaOH:1mole/L]<br />
當 NaOH 濃 度 由 0.2mole/L 增 加展 至 1mole/L 時 , 氣 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響<br />
如崇 圖职 8(b) 所 示岴 。 由 此 圖职 可屣 知 去屢 除 率 也 是 隨 著 氣 體 流 量 增 加展 而 變 低 , 整 體 趨 勢 雖 然 和 圖职 8(a)<br />
相 似 , 但 是 在峹 液 體 流 量 為 0.1L/min 及 氣 體 流 量 為 70L/min 的 條 件峋 下 時 圖职 8(b) 去屢 除 率 的 降<br />
低 幅酭 度 比尬 圖职 8(a) 較翛 明 顯 , 這 是 因峴 為 NaOH 濃 度 為 0.2mole/L 時 的 反 應 速 率 比尬 1mole/L 的<br />
反 應 速 率 慢 , 所 以层 當 氣 液 接 觸 時 間 縮 短 時 受 到 氣 體 流 量 的 影 響 就酧 會 變 得 比尬 較翛 不 顯 著 。<br />
13
4-1-3 液 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響<br />
液 體 流 量 愈 大 所 需 耗 費 的 成 本岓 會 愈 大 , 而 液 體 流 量 愈 大 一 般 而 言 會 增 加展 二 氧 化 碳 去屢<br />
除 率 , 但 是 液 體 流 量 愈 大 是 否 二 氧 化 碳 去屢 除 率 也 會 愈 大 必岊 須 加展 以层 探 討 , 並 且尼 了 解羱 兩 者 之<br />
間 的 關 係 。 圖职 9(a) 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 和 氣<br />
體 流 量 時 液 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 。 由 此 圖职 可屣 以层 得 知 去屢 除 率 會 隨 著 液 體 流 量 增<br />
加展 而 變 高 , 這 是 因峴 為 NaOH 的 量 變 多峿 可屣 以层 吸 收 更 多峿 的 二 氧 化 碳 量 , 而 且尼 也 會 使 液 相 質 傳<br />
阻 力 降 低 有 利 於 吸 收 。 再峘 者 , 由 提醚 升 的 趨 勢 而 言 大 致 可屣 以层 區 分 成 兩 部 分 , 液 體 流 量 低 於<br />
0.2L/min 時 增 加展 幅酭 度 平岅 緩 , 當 液 體 流 量 高 於 0.2L/min 時 增 加展 幅酭 度 變 得 明 顯 , 這 是 因峴 為 當<br />
液 體 流 量 低 時 , 液 體 從 液 體 分 佈 器 噴 出屒 的 速 度 較翛 慢 , 未岔 到 達翥 填 充屌 物 外屸 緣 時 就酧 因峴 重 力 的 影<br />
響 而 落羈 至 最鄦 底 部 , 使 液 體 都 集 中 在峹 填 充屌 物 的 底 部 , 造 成 液 體 在峹 填 充屌 物 上 分 佈 不 均 勻 , 而<br />
在峹 高 液 體 流 量 下 , 液 體 在峹 填 充屌 物 上 分 布岄 變 均 勻 , 使 去屢 除 率 隨 著 液 體 流 量 上 升 的 趨 勢 變 明<br />
顯 。<br />
(a)<br />
(b)<br />
100<br />
100<br />
75<br />
75<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
25<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
ω:1800 rpm; G:10 L/min<br />
ω:600 rpm; G:10 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:70 L/min<br />
ω:600 rpm; G:70 L/min<br />
0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
25<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:1mole/L<br />
ω:1800 rpm; G:10 L/min<br />
ω:600 rpm; G:10 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:70 L/min<br />
ω:600 rpm; G:70 L/min<br />
0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
圖职 9 液 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 [(a)NaOH:0.2mole/L;(b)NaOH:1mole/L]<br />
當 NaOH 濃 度 由 0.2mole/L 增 加展 至 1mole/L 時 , 液 體 流 量 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響<br />
如崇 圖职 9(b) 所 示岴 。 由 此 圖职 可屣 知 去屢 除 率 也 是 隨 著 液 體 流 量 增 加展 而 變 高 , 整 體 趨 勢 雖 然 和 圖职 9(a)<br />
相 似 。 在峹 氣 體 流 量 10L/min 時 , 去屢 除 率 隨 液 體 流 量 增 加展 而 上 升 的 幅酭 度 會 比尬 較翛 小 , 這 是 因峴<br />
為 NaOH 濃 度 高 , 二 氧 化 碳 和 NaOH 一 接 觸 就酧 幾酱 乎屁 完 全峖 被 吸 收 , 此 時 質 傳 限 制 幾酱 乎屁 不 崊<br />
在峹 , 所 以层 去屢 除 率 才 會 隨 液 體 流 量 增 加展 而 緩 慢 上 升 。<br />
14
4-1-4NaOH 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響<br />
NaOH 濃 度 愈 高 的 效 果 就酧 如崇 同峧 NaOH 流 量 愈 大 的 效 果 , 兩 者 都 會 造 成 吸 收 操 作 成<br />
本岓 增 加展 , 所 以层 必岊 須 探 討 NaOH 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 。 圖职 10(a) 為 在峹 二 氧 化 碳 濃<br />
度 為 1% 及 轉 速 為 600rpm 下 , 不 同峧 氣 體 流 量 和 液 體 流 量 時 NaOH 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除<br />
率 的 影 響 , 由 此 圖职 可屣 以层 發 現 去屢 除 率 會 隨 著 NaOH 濃 度 增 加展 而 變 高 , 這 原 因峴 主尾 要 是 因峴 為<br />
NaOH 濃 度 增 加展 使 得 反 應 速 率 增 加展 , 所 以层 去屢 除 率 才 會 隨 之 增 加展 。 再峘 者 , 當 氣 體 流 量 低 時<br />
NaOH 濃 度 超 過翫 0.7mole/L 之 去屢 除 率 提醚 升 幅酭 度 就酧 不 顯 著 , 這 是 因峴 為 當 氣 相 中 二 氧 化 碳 濃<br />
度 一 直 降 低 時 會 造 成 氣 相 質 傳 阻 力 變 大 , 想 要 進 一 步 地峸 去屢 除 二 氧 化 碳 就酧 會 變 得 比尬 較翛 困<br />
難 , 所 以层 才 會 造 成 愈 來 愈 平岅 緩 的 趨 勢 。<br />
(a)<br />
(b)<br />
100<br />
100<br />
75<br />
75<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
25<br />
25<br />
CO 2<br />
: 1%; ω: 600RPM<br />
G: 70 L/min; L: 0.1 L/min<br />
G: 70 L/min; L: 0.5 L/min<br />
G: 10 L/min; L: 0.1 L/min<br />
G: 10 L/min; L: 0.5 L/min<br />
0<br />
0.0 0.3 0.6 0.9 1.2<br />
CO 2<br />
: 1%; ω: 1800RPM<br />
G: 70 L/min; L: 0.1 L/min<br />
G: 70 L/min; L: 0.5 L/min<br />
G: 10 L/min; L: 0.1 L/min<br />
G: 10 L/min; L: 0.5 L/min<br />
0<br />
0.0 0.3 0.6 0.9 1.2<br />
NaOH concentration(mole/L)<br />
NaOH concentration(mole/L)<br />
圖职 10 NaOH 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 [(a) 轉 速 :600rpm;(b) 轉 速 :1800rpm]<br />
當 轉 速 由 600rpm 增 加展 至 1800rpm 時 ,NaOH 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 如崇 圖职 10(b)<br />
所 示岴 。 由 此 圖职 可屣 知 去屢 除 率 也 是 隨 著 NaOH 濃 度 增 加展 而 變 高 , 整 體 趨 勢 和 圖职 10(a) 相 似 。<br />
在峹 氣 體 流 量 70L/min 時 , 去屢 除 率 隨 NaOH 濃 度 增 加展 而 上 升 的 幅酭 度 會 比尬 低 轉 速 時 較翛 大 , 這<br />
是 因峴 為 高 轉 速 提醚 供 高 質 傳 效 率 , 因峴 而 降 低 質 傳 阻 力 , 所 以层 去屢 除 率 才 會 隨 NaOH 濃 度 增 加展<br />
而 大 幅酭 地峸 上 升 。<br />
15
4-1-5 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響<br />
實聧 際 上 欲 處 理 的 二 氧 化 碳 濃 度 不 可屣 能 只屯 有 1%, 所 以层 當 二 氧 化 碳 濃 度 改 變 時 對聬 二 氧<br />
化 碳 去屢 除 率 造 成 怎 樣 的 影 響 也 是 需 要 了 解羱 的 。 圖职 11(a) 為 在峹 NaOH 濃 度 為 1mole/L 及 轉<br />
速 為 600rpm 下 , 不 同峧 氣 體 流 量 和 液 體 流 量 時 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 ,<br />
由 此 圖职 可屣 以层 發 現 去屢 除 率 會 隨 著 二 氧 化 碳 濃 度 的 增 加展 而 降 低 , 這 是 因峴 為 在峹 相 同峧 的 接 觸 時 間<br />
內 , 要 將 二 氧 化 碳 從 含 量 較翛 高 的 氣 流 內 移 除 , 超 過翫 NaOH 的 負 荷 量 , 所 以层 二 氧 化 碳 去屢 除<br />
率 會 比尬 較翛 低 , 因峴 此 才 會 有 這 樣 的 趨 勢 出屒 現 。<br />
(a)<br />
(b)<br />
100<br />
100<br />
75<br />
75<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
25<br />
25<br />
NaOH: 1 mole/L; ω: 600 RPM<br />
G: 70 L/min; L: 0.1 L/min<br />
G: 70 L/min; L: 0.5 L/min<br />
G: 10 L/min; L: 0.1 L/min<br />
G: 10 L/min; L: 0.5 L/min<br />
0<br />
0 3 6 9 12<br />
NaOH: 1 mole/L; ω: 1800 RPM<br />
G: 70 L/min; L: 0.1 L/min<br />
G: 70 L/min; L: 0.5 L/min<br />
G: 10 L/min; L: 0.1 L/min<br />
G: 10 L/min; L: 0.5 L/min<br />
0<br />
0 3 6 9 12<br />
Carbon dioxide concentration(%)<br />
Carbon dioxide concentration(%)<br />
圖职 11 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 去屢 除 率 的 影 響 [(a) 轉 速 :600rpm;(b) 轉 速 :1800rpm]<br />
當 轉 速 由 600rpm 增 加展 至 1800rpm 時 , 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的 影 響 如崇 圖职<br />
11(b) 所 示岴 。 從 此 圖职 可屣 以层 了 解羱 去屢 除 率 也 會 隨 著 二 氧 化 碳 濃 度 增 加展 而 降 低 , 整 體 趨 勢 和 圖职<br />
11(a) 相 似 。 在峹 高 氣 體 流 量 的 條 件峋 下 去屢 除 率 隨 二 氧 化 碳 濃 度 增 加展 而 減釥 少 的 幅酭 度 會 比尬 低 轉 速<br />
時 較翛 大 , 這 是 因峴 為 高 轉 速 提醚 供 高 質 傳 效 率 , 因峴 而 降 低 質 傳 阻 力 , 所 以层 去屢 除 率 才 會 隨 二 氧<br />
化 碳 濃 度 增 加展 而 大 幅酭 地峸 降 低 。<br />
16
4-1-6 吸 收 劑 種 類 對聬 二 氧 化 碳 去屢 除 率 之 影 響<br />
在峹 二 氧 化 碳 吸 收 程 序 上 , 選 擇 一 種 吸 收 二 氧 化 碳 速 率 快 且尼 吸 收 量 高 的 吸 收 劑 是 很 重<br />
要 的 , 因峴 此 使 用岦 NaOH、MEA 及 AMP 為 吸 收 劑 , 並 探 討 這 三 者 對聬 於 二 氧 化 碳 去屢 除 率 的<br />
影 響 如崇 圖职 12 所 示岴 。 由 此 圖职 可屣 以层 得 知 三 種 吸 收 劑 對聬 轉 速 與 去屢 除 率 的 影 響 都 是 相 似 , 去屢 除<br />
率 隨 轉 速 增 加展 而 變 高 。 在峹 氣 體 流 量 為 70L/min 及 液 體 流 量 為 0.1L/min 下 如崇 圖职 12(b) 所 示岴 ,<br />
三 種 吸 收 劑 的 去屢 除 率 會 變 得 很 相 近 , 這 是 因峴 為 氣 體 流 量 太 大 , 超 過翫 吸 收 劑 的 負 荷 量 , 所<br />
以层 三 種 吸 收 劑 去屢 除 率 的 差 異 就酧 不 會 如崇 此 大 。 再峘 者 , 去屢 除 率 的 優 劣峟 為 MEA> 氫 氧 化 鈉<br />
>AMP, 三 種 吸 收 劑 去屢 除 率 的 差 別 決 定 在峹 它屾 們 反 應 速 率 常 數 的 大 小 ,AMP 的 去屢 除 率 最鄦 差<br />
是 由 於 它屾 反 應 速 率 常 數 最鄦 小 的 因峴 素 , 但 是 MEA 和 氫 氧 化 鈉 的 去屢 除 率 相 近 , 主尾 要 原 因峴 不<br />
是 因峴 為 兩 者 的 反 應 速 率 常 數 大 小 , 可屣 能 還 與 液 體 性 質 有 關 如崇 表 面 張 力 , 雖 然 AMP 的 去屢<br />
除 率 最鄦 差 但 是 其 吸 收 量 是 三 者 之 中 最鄦 大 的 , 而 氫 氧 化 鈉 雖 然 去屢 除 率 高 但 是 再峘 生岥 時 所 需 要<br />
的 能 量 也 是 最鄦 大 , 不 符 合峯 經 濟 效 益 , 因峴 此 就酧 有 其 他屆 研 究 是 利 用岦 不 同峧 醇 胺 以层 不 同峧 比尬 例 混 合峯<br />
以层 找 到 吸 收 速 率 快 且尼 吸 收 量 大 的 混 合峯 吸 收 劑 。<br />
(a)<br />
(b)<br />
100<br />
100<br />
75<br />
75<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
(c)<br />
25<br />
CO 2 =1%<br />
G:10 L/min ;L=0.1 L/min<br />
MEA=1 mole/L<br />
NaOH=1 mole/L<br />
AMP=1 mole/L<br />
0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(RPM)<br />
(d)<br />
25<br />
CO 2 =1%<br />
G:70 L/min ;L=0.1 L/min<br />
MEA=1 mole/L<br />
NaOH=1 mole/L<br />
AMP=1 mole/L<br />
0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(RPM)<br />
100<br />
100<br />
75<br />
75<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
25<br />
CO 2 =1%<br />
G:10 L/min ;L=0.5 L/min<br />
MEA=1 mole/L<br />
NaOH=1 mole/L<br />
AMP=1 mole/L<br />
0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(RPM)<br />
Absorption fraction(%)<br />
50<br />
25<br />
CO 2 =1%<br />
G:70 L/min ;L=0.5 L/min<br />
MEA=1 mole/L<br />
NaOH=1 mole/L<br />
AMP=1 mole/L<br />
0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(RPM)<br />
圖职 12 不 同峧 吸 收 劑 下 轉 速 對聬 去屢 除 率 的 影 響 [(a) 氣 體 流 量 :10L/min, 液 體 流 量 :0.1L/min;<br />
(b) 氣 體 流 量 :70L/min, 液 體 流 量 :0.1L/min;(c) 氣 體 流 量 :10L/min, 液 體 流 量 :<br />
0.5L/min;(d) 氣 體 流 量 :70L/min, 液 體 流 量 :0.5L/min]<br />
17
4-2 操 作 條 件峋 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響<br />
4-2-1 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響<br />
圖职 13 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 氣 體 和 液 體 流 量<br />
時 , 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 由 此 圖职 可屣 知 , 當 轉 速 由 600 增 加展 至 1800rpm 時 ,<br />
氣 相 質 傳 係 數 隨 之 增 大 。 液 體 受 到 的 離 心尚 力 愈 大 , 因峴 此 使 液 體 分 佈 在峹 填 充屌 物 上 更 均 勻 ,<br />
再峘 者 由 於 更 大 的 離 心尚 力 作 用岦 , 氣 液 接 觸 表 面 更 新 速 率 愈 快 , 使 得 二 氧 化 碳 在峹 NaOH 水尯 溶<br />
液 的 吸 收 效 率 愈 好崅 , 以层 致 提醚 升 氣 相 質 傳 係 數 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1400rpm 以层 上 時 , 氣<br />
相 質 傳 係 數 增 加展 幅酭 度 變 得 比尬 較翛 平岅 緩 , 這 是 由 於 此 時 轉 速 增 加展 並 不 會 對聬 氣 液 間 之 接 觸 提醚 供<br />
更 多峿 的 面 積 , 而 且尼 轉 速 愈 高 時 會 縮 短 氣 液 接 觸 時 間 , 如崇 此 會 不 利 於 NaOH 和 二 氧 化 碳 的<br />
反 應 。<br />
若 K G a 與 轉 速 之 x 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 氣 體 流 量 (10L/min) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,x 值 由 0.40 減釥 少 至 0.27, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 氣 體 流 量 下 ,K G a 受 到 轉<br />
速 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 更 加展 顯 著 。 然 而 , 當 氣 體 流 量 增 加展 至 70L/min 時 , 這 特 性<br />
呈 現 相 反 趨 勢 (x 值 由 0.24 增 加展 至 0.32)。 依 據 所 獲 得 之 x 值 由 0.24 變 化 至 0.40,K G a 與<br />
離 心尚 力 之 0.12~0.20 次 方尣 成 正岗 比尬 , 此 冪 次 接 近 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 所 得 到 之 冪 次 [20] 。<br />
2.0<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
1.5<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(RPM)<br />
圖职 13 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:0.2mole/L]<br />
圖职 14 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 MEA 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 氣 體 和 液 體 流 量<br />
時 , 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 的 影 響 。 從 此 圖职 看 來 , 當 轉 速 從 600 逐 漸 增 加展 至 1800rpm 時 ,<br />
氣 相 質 傳 係 數 隨 之 增 加展 , 其 原 因峴 為 轉 速 增 加展 時 , 液 體 被 離 心尚 力 切 割鄨 成 更 小 更 薄 的 液 滴 和<br />
液 膜 , 使 氣 液 接 觸 面 積 增 大 , 有 助 於 化 學 吸 收 。 另屮 一 方尣 面 , 由 於 受 到 更 大 的 離 心尚 力 作 用岦 ,<br />
18
使 氣 液 接 觸 表 面 更 新 速 度 加展 快 , 使 得 二 氧 化 碳 在峹 MEA 水尯 溶 液 的 吸 收 效 果 更 好崅 , 以层 致 提醚<br />
昇 氣 相 質 傳 係 數 。 然 而 當 轉 速 過翫 高 時 , 也 會 產 生岥 氣 相 質 傳 係 數 增 加展 幅酭 度 變 平岅 緩 , 這 也 是<br />
因峴 為 接 觸 時 間 變 短 所 導 致 。<br />
若 K G a 與 轉 速 之 x 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 氣 體 流 量 (10L/min) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,x 值 由 0.39 減釥 少 至 0.22, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 氣 體 流 量 下 ,K G a 受 到 轉<br />
速 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 更 加展 顯 著 。 然 而 , 當 氣 體 流 量 增 加展 至 70L/min 時 , 這 特 性<br />
呈 現 相 反 趨 勢 (x 值 由 0.25 增 加展 至 0.28)。 依 據 所 獲 得 之 x 值 由 0.22 變 化 至 0.39,K G a 與<br />
離 心尚 力 之 0.11~0.20 次 方尣 成 正岗 比尬 。<br />
2.0<br />
1.5<br />
CO 2<br />
:1%; MEA:0.2mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(rpm)<br />
圖职 14 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:0.2mole/L]<br />
圖职 15 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 AMP 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 氣 體 和 液 體 流 量<br />
時 , 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 的 影 響 。 由 此 圖职 來 看 , 發 現 雖 然 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 轉 速 增 加展 ( 由<br />
600~1800rpm) 而 變 大 , 但 是 與 NaOH 和 MEA 相 比尬 較翛 下 , 可屣 以层 得 知 氣 相 質 傳 係 數 的 增 加展<br />
幅酭 度 屬 於 比尬 較翛 平岅 緩 , 這 是 因峴 為 AMP 的 反 應 速 率 常 數 比尬 較翛 小 , 和 二 氧 化 碳 產 生岥 化 學 吸 收<br />
所 需 的 時 間 會 比尬 較翛 長 , 轉 速 增 加展 雖 然 使 得 液 體 在峹 填 充屌 物 表 面 上 分 佈 更 均 勻 有 利 於 化 學 吸<br />
收 , 但 是 同峧 時 也 減釥 少 接 觸 時 間 不 利 於 化 學 吸 收 , 兩 者 因峴 素 相 抵 就酧 使 得 氣 相 質 傳 係 數 隨 轉<br />
速 增 加展 而 平岅 緩 地峸 變 大 。<br />
若 K G a 與 轉 速 之 x 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 氣 體 流 量 (10L/min) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,x 值 由 0.31 減釥 少 至 0.22, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 氣 體 流 量 下 ,K G a 受 到 轉<br />
速 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 更 加展 顯 著 。 然 而 , 當 氣 體 流 量 增 加展 至 70L/min 時 , 這 特 性<br />
呈 現 相 反 趨 勢 (x 值 由 0.07 增 加展 至 0.16)。 依 據 所 獲 得 之 x 值 由 0.07 變 化 至 0.31,K G a 與<br />
19
離 心尚 力 之 0.04~0.15 次 方尣 成 正岗 比尬 。<br />
1.2<br />
0.9<br />
CO 2<br />
:1%; AMP:0.2mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.6<br />
0.3<br />
0.0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(rpm)<br />
圖职 15 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:0.2mole/L]<br />
圖职 16 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 氣 體 和 液 體 流 量 時 ,<br />
轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 由 此 圖职 可屣 知 , 當 轉 速 由 600 增 加展 至 1800rpm 時 , 氣<br />
相 質 傳 係 數 隨 之 增 大 。 液 體 受 到 的 離 心尚 力 愈 大 , 因峴 此 使 液 體 分 佈 在峹 填 充屌 物 上 更 均 勻 , 再峘<br />
者 由 於 更 大 的 離 心尚 力 作 用岦 , 氣 液 接 觸 表 面 更 新 速 度 愈 快 , 使 得 二 氧 化 碳 在峹 NaOH 水尯 溶 液<br />
的 吸 收 效 率 愈 好崅 , 以层 致 提醚 升 氣 相 質 傳 係 數 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1400rpm 以层 上 時 , 氣 相<br />
質 傳 係 數 增 加展 幅酭 度 變 得 比尬 較翛 平岅 緩 , 這 是 由 於 此 時 轉 速 增 加展 並 不 會 對聬 氣 液 間 之 接 觸 提醚 供 更<br />
多峿 的 面 積 , 而 且尼 轉 速 愈 高 時 會 縮 短 氣 液 接 觸 時 間 , 如崇 此 會 不 利 於 NaOH 和 二 氧 化 碳 的 反<br />
應 。<br />
若 K G a 與 轉 速 之 x 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 氣 體 流 量 (10L/min) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,x 值 由 0.29 減釥 少 至 0.21, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 氣 體 流 量 下 ,K G a 受 到 轉<br />
速 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 更 加展 顯 著 。 而 當 氣 體 流 量 增 加展 至 70L/min 時 , 也 呈 現 相 同峧<br />
趨 勢 (x 值 由 0.37 減釥 少 至 0.32)。 依 據 所 獲 得 之 x 值 由 0.21 變 化 至 0.37,K G a 與 離 心尚 力 之<br />
0.11~0.19 次 方尣 成 正岗 比尬 , 此 冪 次 接 近 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 所 得 到 之 冪 次 [20] 。<br />
圖职 17 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 MEA 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 氣 體 和 液 體 流 量 時 ,<br />
轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 的 影 響 。 從 此 圖职 看 來 , 當 轉 速 從 600rpm 逐 漸 增 加展 至 1800rpm 時 ,<br />
氣 相 質 傳 係 數 隨 之 增 加展 , 其 原 因峴 為 轉 速 增 加展 時 , 液 體 被 離 心尚 力 切 割鄨 成 更 小 更 薄 的 液 滴 和<br />
液 膜 , 使 氣 液 接 觸 面 積 增 大 , 有 助 於 化 學 吸 收 。 另屮 一 方尣 面 , 由 於 受 到 更 大 的 離 心尚 力 作 用岦 ,<br />
使 氣 液 接 觸 表 面 更 新 速 度 加展 快 , 使 得 二 氧 化 碳 在峹 MEA 水尯 溶 液 的 吸 收 效 果 更 好崅 , 以层 致 提醚<br />
20
昇 氣 相 質 傳 係 數 。 然 而 當 轉 速 過翫 高 時 , 也 會 產 生岥 氣 相 質 傳 係 數 增 加展 變 平岅 緩 , 這 也 是 因峴 為<br />
接 觸 時 間 變 短 所 導 致 。<br />
2.8<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:1mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
2.1<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.4<br />
0.7<br />
0.0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(rpm)<br />
圖职 16 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L]<br />
若 K G a 與 轉 速 之 x 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 氣 體 流 量 (10L/min) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,x 值 由 0.28 減釥 少 至 0.13, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 氣 體 流 量 下 ,K G a 受 到 轉<br />
速 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 更 加展 顯 著 。 而 當 氣 體 流 量 增 加展 至 70L/min 時 , 這 特 性 也 呈<br />
現 相 同峧 趨 勢 (x 值 由 0.37 減釥 少 至 0.25)。 依 據 所 獲 得 之 x 值 由 0.13 變 化 至 0.37,K G a 與 離<br />
心尚 力 之 0.07~0.19 次 方尣 成 正岗 比尬 。<br />
圖职 18 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 AMP 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 氣 體 和 液 體 流 量 時 ,<br />
轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 的 影 響 。 由 此 圖职 來 看 , 發 現 雖 然 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 轉 速 增 加展 ( 由<br />
600~1800rpm) 而 變 大 , 但 是 與 NaOH 和 MEA 相 比尬 較翛 下 , 可屣 以层 得 知 氣 相 質 傳 係 數 的 增 加展<br />
幅酭 度 屬 於 比尬 較翛 平岅 緩 , 這 是 因峴 為 AMP 的 反 應 速 率 常 數 比尬 較翛 小 , 和 二 氧 化 碳 產 生岥 化 學 吸 收<br />
所 需 的 時 間 會 比尬 較翛 長 , 轉 速 增 加展 雖 然 使 得 液 體 在峹 填 充屌 物 表 面 上 分 佈 更 均 勻 有 利 於 化 學 吸<br />
收 , 但 是 同峧 時 也 減釥 少 接 觸 時 間 不 利 於 化 學 吸 收 , 兩 者 因峴 素 相 抵 就酧 使 得 氣 相 質 傳 係 數 隨 轉<br />
速 增 加展 而 平岅 緩 地峸 變 大 。<br />
若 K G a 與 轉 速 之 x 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 氣 體 流 量 (10L/min) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,x 值 由 0.29 減釥 少 至 0.20, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 氣 體 流 量 下 ,K G a 受 到 轉<br />
速 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 更 加展 顯 著 。 然 而 , 當 氣 體 流 量 增 加展 至 70L/min 時 , 這 特 性<br />
呈 現 相 反 趨 勢 (x 值 維 持 於 0.21)。 依 據 所 獲 得 之 x 值 由 0.20 變 化 至 0.29,K G a 與 離 心尚 力<br />
之 0.10~0.15 次 方尣 成 正岗 比尬 。<br />
21
3.2<br />
CO 2<br />
:1%; MEA:1mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
2.4<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.6<br />
0.8<br />
0.0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(rpm)<br />
圖职 17 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:1mole/L]<br />
1.6<br />
CO 2<br />
:1%; AMP:1mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
1.2<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.8<br />
0.4<br />
0.0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor speed(rpm)<br />
圖职 18 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:1mole/L]<br />
22
4-2-2 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響<br />
圖职 19 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量<br />
時 , 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 如崇 預耖 期醸 所 知 , 氣 體 流 量 增 加展 時 , 質 傳 係 數<br />
也 隨 之 增 加展 , 這 是 因峴 為 氣 體 流 量 大 時 每 單酀 位 時 間 內 NaOH 和 二 氧 化 碳 碰 撞 的 機 會 變 多峿 ,<br />
以层 致 使 得 二 氧 化 碳 和 NaOH 的 反 應 速 率 變 快 。 另屮 一 個 解羱 釋 為 當 氣 體 流 量 高 時 , 氣 相 質 傳<br />
阻 力 減釥 小 所 造 成 之 結 果 。<br />
若 K G a 與 氣 體 流 量 之 y 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,y 值 由 0.44 減釥 少 至 0.27, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 氣 體 流<br />
量 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 這 特 性 沒 有<br />
如崇 此 明 顯 (y 值 由 0.32 減釥 少 至 0.31), 如崇 此 特 性 也 發 現 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 [20] 。 依 據 實聧 驗<br />
數 據 , 所 得 到 之 y 值 (0.27~0.44) 是 高 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 所 得 到 之 冪 次 [20] 。 這 差 異 主尾 要<br />
是 來 自 於 系 統 內 氣 液 流 動 型 態 之 差 異 , 也 就酧 是 說 不 同峧 氣 液 流 動 型 態 可屣 能 提醚 供 不 同峧 的 質 傳<br />
機 制 。<br />
2.0<br />
1.5<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
w:600 rpm; L=0.1 L/min<br />
w:1800 rpm; L=0.1 L/min<br />
w:600 rpm; L=0.5 L/min<br />
w:1800 rpm; L=0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
圖职 19 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:0.2mole/L]<br />
圖职 20 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 MEA 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量<br />
時 , 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 在峹 氣 體 流 量 增 加展 時 , 氣 相 質 傳 係 數 也 隨 之<br />
增 加展 , 這 是 因峴 為 氣 體 流 量 大 時 每 單酀 位 時 間 內 MEA 和 二 氧 化 碳 產 生岥 化 學 反 應 的 機 會 變<br />
大 , 以层 致 使 得 二 氧 化 碳 和 MEA 的 反 應 速 率 變 快 。 另屮 一 個 解羱 釋 為 當 氣 體 流 量 高 時 , 氣 相<br />
質 傳 阻 力 減釥 小 所 造 成 之 結 果 。<br />
若 K G a 與 氣 體 流 量 之 y 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
23
增 加展 至 0.5L/min 時 ,y 值 由 0.48 減釥 少 至 0.28, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 氣 體 流<br />
量 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 這 特 性 沒 有<br />
如崇 此 明 顯 (y 值 由 0.37 減釥 少 至 0.30)。<br />
2.0<br />
1.5<br />
CO 2<br />
:1%; MEA:0.2mole/L<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
圖职 20 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:0.2mole/L]<br />
圖职 21 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 AMP 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量<br />
時 , 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 氣 相 質 傳 係 數 也 是 會 隨 著 氣 體 流 量 上 升 而<br />
增 加展 , 其 原 因峴 是 因峴 為 氣 體 流 量 增 加展 時 使 得 單酀 位 時 間 內 AMP 和 二 氧 化 碳 反 應 的 機 會 變<br />
大 , 所 以层 造 成 氣 相 質 傳 係 數 也 變 大 , 另屮 一 個 說 法 是 當 氣 體 流 量 增 加展 , 使 得 氣 相 質 傳 阻 力<br />
減釥 少 所 造 成 的 結 果 。<br />
若 K G a 與 氣 體 流 量 之 y 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,y 值 由 0.71 減釥 少 至 0.42, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 氣 體 流<br />
量 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 這 特 性 沒 有<br />
如崇 此 明 顯 (y 值 由 0.57 減釥 少 至 0.38)。<br />
圖职 22 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量 時 ,<br />
氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 如崇 預耖 期醸 所 知 , 氣 體 流 量 增 加展 時 , 質 傳 係 數 也 隨<br />
之 增 加展 , 這 是 因峴 為 氣 體 流 量 大 時 每 單酀 位 時 間 內 NaOH 和 二 氧 化 碳 碰 撞 的 機 會 變 多峿 , 以层 致<br />
使 得 二 氧 化 碳 和 NaOH 的 反 應 速 率 變 快 。 另屮 一 個 解羱 釋 為 當 氣 體 流 量 高 時 , 氣 相 質 傳 阻 力<br />
減釥 小 所 造 成 之 結 果 。<br />
24
1.2<br />
0.9<br />
CO 2<br />
:1%; AMP:0.2mole/L<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.6<br />
0.3<br />
0.0<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
圖职 21 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:0.2mole/L]<br />
2.8<br />
2.1<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:1mole/L<br />
w:600 rpm; L=0.1 L/min<br />
w:1800 rpm; L=0.1 L/min<br />
w:600 rpm; L=0.5 L/min<br />
w:1800 rpm; L=0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.4<br />
0.7<br />
0.0<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
圖职 22 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L]<br />
25
若 K G a 與 氣 體 流 量 之 y 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,y 值 由 0.26 上 升 至 0.30, 而 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 這 特 性 變<br />
得 更 為 明 顯 (y 值 由 0.28 上 升 至 0.37), 這 現 象 顯 示岴 在峹 高 轉 速 下 ,K G a 受 到 氣 體 流 量 變 化<br />
之 影 響 於 液 體 流 量 高 時 較翛 為 顯 著 。<br />
圖职 23 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 MEA 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量 時 ,<br />
氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 在峹 氣 體 流 量 增 加展 時 , 氣 相 質 傳 係 數 也 隨 之 增 加展 ,<br />
這 是 因峴 為 氣 體 流 量 大 時 每 單酀 位 時 間 內 MEA 和 二 氧 化 碳 產 生岥 化 學 反 應 的 機 會 變 大 , 以层 致<br />
使 得 二 氧 化 碳 和 MEA 的 反 應 速 率 變 快 。 另屮 一 個 解羱 釋 為 當 氣 體 流 量 高 時 , 氣 相 質 傳 阻 力<br />
減釥 小 所 造 成 之 結 果 。<br />
若 K G a 與 氣 體 流 量 之 y 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,y 值 由 0.23 增 加展 至 0.33, 而 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 這 特 性 變<br />
得 更 是 明 顯 (y 值 由 0.27 增 加展 至 0.40), 這 現 象 顯 示岴 在峹 高 轉 速 下 ,K G a 受 到 氣 體 流 量 變 化<br />
之 影 響 於 液 體 流 量 高 時 較翛 為 顯 著 。<br />
3.2<br />
CO 2<br />
:1%; MEA:1mole/L<br />
w:600 rpm; L=0.1 L/min<br />
w:1800 rpm; L=0.1 L/min<br />
w:600 rpm; L=0.5 L/min<br />
w:1800 rpm; L=0.5 L/min<br />
2.4<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.6<br />
0.8<br />
0.0<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
圖职 23 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:1mole/L]<br />
圖职 24 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 AMP 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量 時 ,<br />
氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 氣 相 質 傳 係 數 也 是 會 隨 著 氣 體 流 量 上 升 而 增<br />
加展 , 其 原 因峴 是 因峴 為 氣 體 流 量 增 加展 時 使 得 單酀 位 時 間 內 AMP 和 二 氧 化 碳 反 應 的 機 會 變 大 ,<br />
所 以层 造 成 氣 相 質 傳 係 數 也 變 大 , 另屮 一 個 說 法 是 當 氣 體 流 量 增 加展 , 使 得 氣 相 質 傳 阻 力 減釥 少<br />
所 造 成 的 結 果 。<br />
若 K G a 與 氣 體 流 量 之 y 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
26
增 加展 至 0.5L/min 時 ,y 值 由 0.51 減釥 少 至 0.34, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 氣 體 流<br />
量 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 這 特 性 沒 有<br />
如崇 此 明 顯 (y 值 由 0.47 減釥 少 至 0.34)。<br />
1.6<br />
1.2<br />
CO 2<br />
:1%; AMP:1mole/L<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.8<br />
0.4<br />
0.0<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
圖职 24 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:1mole/L]<br />
27
4-2-3 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響<br />
圖职 25 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 氣 體 流 量<br />
時 , 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 液 體 流 量 增 加展 時 , 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 之 增<br />
加展 , 這 是 因峴 為 液 體 流 量 高 時 , 每 單酀 位 時 間 內 吸 收 劑 增 加展 使 得 可屣 以层 吸 收 二 氧 化 碳 的 量 會 增<br />
加展 進 而 提醚 升 氣 相 質 傳 係 數 , 另屮 一 個 可屣 能 性 就酧 是 液 體 流 量 增 加展 會 使 氣 液 接 觸 面 積 增 多峿 , 而<br />
導 致 質 傳 效 率 提醚 高 。<br />
若 K G a 與 液 體 流 量 之 z 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 氣 體 流 量 由 10L/min<br />
增 加展 至 70L/min 時 ,z 值 由 0.64 減釥 少 至 0.38, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 液 體 流<br />
量 變 化 之 影 響 於 氣 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 此 特 性 沒 有<br />
如崇 此 顯 著 (z 值 由 0.48 減釥 少 至 0.46)。 依 據 實聧 驗 數 據 , 比尬 較翛 所 得 到 之 z 值 (0.38~0.64) 與 所 得<br />
到 之 y 值 (0.27~0.44), 可屣 以层 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 二 氧 化 碳 吸 收 過翫 程 之 質 傳 阻 力 大 部<br />
分 來 自 於 液 相 [24] , 這 特 性 也 發 現 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 [20] 。<br />
2.0<br />
1.5<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
w:600 rpm; G:10 L/min<br />
w:1800 rpm; G:10 L/min<br />
w:600 rpm; G:70 L/min<br />
w:1800 rpm; G:70 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
圖职 25 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:0.2mole/L]<br />
圖职 26 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 MEA 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 氣 體 流 量<br />
時 , 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 液 體 流 量 增 加展 時 會 減釥 少 液 相 質 傳 阻 力 , 但<br />
同峧 時 也 會 減釥 少 接 觸 時 間 , 前 者 有 利 於 二 氧 化 碳 吸 收 後 者 則 不 利 於 二 氧 化 碳 吸 收 。 除 此 之<br />
外屸 , 增 加展 液 體 流 量 同峧 時 也 會 提醚 供 更 多峿 的 吸 收 劑 來 吸 收 二 氧 化 碳 , 由 圖职 26 可屣 得 知 減釥 少 液<br />
相 質 傳 阻 力 和 提醚 供 更 多峿 吸 收 劑 的 量 這 兩 者 因峴 素 影 響 吸 收 效 果 大 於 減釥 少 接 觸 時 間 所 產 生岥<br />
之 影 響 , 所 以层 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 著 液 體 流 量 的 增 加展 而 變 大 。<br />
若 K G a 與 液 體 流 量 之 z 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 氣 體 流 量 由 10L/min<br />
28
增 加展 至 70L/min 時 ,z 值 由 0.78 減釥 少 至 0.39, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 液 體 流<br />
量 變 化 之 影 響 於 氣 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 此 特 性 沒 有<br />
如崇 此 顯 著 (z 值 由 0.54 減釥 少 至 0.48)。 依 據 實聧 驗 數 據 , 比尬 較翛 所 得 到 之 z 值 (0.39~0.78) 與 所 得<br />
到 之 y 值 (0.28~0.48), 可屣 以层 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 二 氧 化 碳 吸 收 過翫 程 之 質 傳 阻 力 大 部<br />
分 來 自 於 液 相 [24] 。<br />
2.0<br />
1.5<br />
CO 2<br />
:1%; MEA:0.2mole/L<br />
ω:600 rpm; G:10 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:10 L/min<br />
ω:600 rpm; G:70 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:70 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
圖职 26 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:0.2mole/L]<br />
圖职 27 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 AMP 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 氣 體 流 量<br />
時 , 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 液 體 流 量 增 加展 時 , 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 之 增<br />
加展 , 這 是 因峴 為 液 體 流 量 高 時 , 每 單酀 位 時 間 內 吸 收 劑 增 加展 使 得 可屣 以层 吸 收 二 氧 化 碳 的 量 會 增<br />
加展 進 而 提醚 升 氣 相 質 傳 係 數 。<br />
若 K G a 與 液 體 流 量 之 z 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 氣 體 流 量 由 10L/min<br />
增 加展 至 70L/min 時 ,z 值 由 0.67 減釥 少 至 0.20, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 液 體 流<br />
量 變 化 之 影 響 於 氣 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 而 在峹 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 ,z 值 由 0.55 減釥 少<br />
至 0.27, 這 現 象 顯 示岴 在峹 高 轉 速 下 ,K G a 受 到 液 體 流 量 變 化 的 影 響 也 是 在峹 氣 體 流 量 低 時 較翛<br />
為 顯 著 。 依 據 實聧 驗 數 據 , 比尬 較翛 所 得 到 之 z 值 (0.20~0.67) 與 所 得 到 之 y 值 (0.38~0.71), 可屣<br />
以层 得 知 使 用岦 AMP 當 吸 收 劑 來 吸 收 二 氧 化 碳 過翫 程 之 質 傳 阻 力 來 自 於 液 相 與 氣 相 [24] 。<br />
由 圖职 25、 圖职 26 及 圖职 27 可屣 以层 了 解羱 當 液 體 流 量 從 0.1L/min 至 0.3L/min 時 , 氣 相 質 傳<br />
係 數 都 會 很 平岅 緩 地峸 增 加展 , 但 是 當 液 體 流 量 到 達翥 0.4L/min 時 氣 相 質 傳 係 數 會 急 劇 地峸 增 大 ,<br />
這 是 因峴 為 當 液 體 流 量 到 達翥 0.4L/min 時 , 液 體 才 能 夠 較翛 均 勻 的 分 佈 於 整 個 填 充屌 物 上 , 使 氣<br />
液 接 觸 面 積 有 效 地峸 增 加展 。<br />
29
1.2<br />
0.9<br />
CO 2<br />
:1%; AMP:0.2mole/L<br />
ω:600 rpm; G:10 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:10 L/min<br />
ω:600 rpm; G:70 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:70 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.6<br />
0.3<br />
0.0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
圖职 27 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:0.2mole/L]<br />
圖职 28 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 NaOH 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 氣 體 流 量 時 ,<br />
液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 液 體 流 量 增 加展 時 , 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 之 增 加展 ,<br />
這 是 因峴 為 液 體 流 量 高 時 , 每 單酀 位 時 間 內 吸 收 劑 增 加展 使 得 可屣 以层 吸 收 二 氧 化 碳 的 量 會 增 加展 進<br />
而 提醚 升 氣 相 質 傳 係 數 , 另屮 一 個 可屣 能 性 就酧 是 液 體 流 量 增 加展 會 使 氣 液 接 觸 面 積 增 多峿 , 而 導 致<br />
質 傳 效 率 提醚 高 。<br />
若 K G a 與 液 體 流 量 之 z 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 氣 體 流 量 由 10L/min<br />
增 加展 至 70L/min 時 ,z 值 由 0.49 增 加展 至 0.59, 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 此 特 性<br />
變 得 更 為 顯 著 (z 值 由 0.38 增 加展 至 0.55), 這 現 象 顯 示岴 在峹 高 轉 速 下 ,K G a 受 到 液 體 流 量 變<br />
化 之 影 響 於 氣 體 流 量 高 時 較翛 為 顯 著 。 依 據 實聧 驗 數 據 , 比尬 較翛 所 得 到 之 z 值 (0.38~0.59) 與 所<br />
得 到 之 y 值 (0.26~0.37), 可屣 以层 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 二 氧 化 碳 吸 收 過翫 程 之 質 傳 阻 力 大<br />
部 分 來 自 於 液 相 [24] , 這 特 性 也 發 現 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 [20] 。<br />
圖职 29 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 MEA 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 氣 體 流 量 時 ,<br />
液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 液 體 流 量 增 加展 時 會 減釥 少 液 相 質 傳 阻 力 , 但 同峧 時<br />
也 會 減釥 少 接 觸 時 間 , 前 者 有 利 於 二 氧 化 碳 吸 收 後 者 則 不 利 於 二 氧 化 碳 吸 收 。 除 此 之 外屸 ,<br />
增 加展 液 體 流 量 同峧 時 也 會 提醚 供 更 多峿 的 吸 收 劑 來 吸 收 二 氧 化 碳 , 由 圖职 29 可屣 得 知 減釥 少 液 相 質<br />
傳 阻 力 和 提醚 供 更 多峿 吸 收 劑 的 量 這 兩 者 因峴 素 影 響 吸 收 效 果 大 於 減釥 少 接 觸 時 間 所 產 生岥 之 影<br />
響 , 所 以层 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 著 液 體 流 量 的 增 加展 而 變 大 。<br />
30
2.8<br />
2.1<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:1mole/L<br />
w:600 rpm; G:10 L/min<br />
w:1800 rpm; G:10 L/min<br />
w:600 rpm; G:70 L/min<br />
w:1800 rpm; G:70 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.4<br />
0.7<br />
0.0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
圖职 28 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L]<br />
3.2<br />
2.4<br />
CO 2<br />
:1%; MEA:1mole/L<br />
w:600 rpm; G:10 L/min<br />
w:1800 rpm; G:10 L/min<br />
w:600 rpm; G:70 L/min<br />
w:1800 rpm; G:70 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.6<br />
0.8<br />
0.0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
圖职 29 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [MEA:1mole/L]<br />
31
若 K G a 與 液 體 流 量 之 z 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 氣 體 流 量 由 10L/min<br />
增 加展 至 70L/min 時 ,z 值 由 0.52 增 加展 至 0.68, 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 此 特 性<br />
變 得 更 為 顯 著 (z 值 由 0.33 增 加展 至 0.55), 這 現 象 顯 示岴 在峹 高 轉 速 下 ,K G a 受 到 液 體 流 量 變<br />
化 之 影 響 於 氣 體 流 量 高 時 較翛 為 顯 著 。 依 據 實聧 驗 數 據 , 比尬 較翛 所 得 到 之 z 值 (0.33~0.68) 與 所<br />
得 到 之 y 值 (0.23~0.4), 可屣 以层 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 二 氧 化 碳 吸 收 過翫 程 之 質 傳 阻 力 大 部<br />
分 來 自 於 液 相 [24] 。<br />
圖职 30 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 AMP 濃 度 為 1mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 氣 體 流 量 時 ,<br />
液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 液 體 流 量 增 加展 時 , 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 之 增 加展 ,<br />
這 是 因峴 為 液 體 流 量 高 時 , 每 單酀 位 時 間 內 吸 收 劑 增 加展 使 得 可屣 以层 吸 收 二 氧 化 碳 的 量 會 增 加展 進<br />
而 提醚 升 氣 相 質 傳 係 數 , 另屮 一 個 可屣 能 性 就酧 是 液 體 流 量 增 加展 會 使 氣 液 接 觸 面 積 增 多峿 , 而 導 致<br />
質 傳 效 率 提醚 高 。<br />
若 K G a 與 液 體 流 量 之 z 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 氣 體 流 量 由 10L/min<br />
增 加展 至 70L/min 時 ,z 值 由 0.61 減釥 少 至 0.36, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 液 體 流<br />
量 變 化 之 影 響 於 氣 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 而 在峹 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 ,z 值 由 0.48 減釥 少<br />
至 0.35, 這 現 象 顯 示岴 在峹 高 轉 速 下 ,K G a 受 到 液 體 流 量 變 化 的 影 響 也 是 在峹 氣 體 流 量 低 時 較翛<br />
為 顯 著 。 依 據 實聧 驗 數 據 , 比尬 較翛 所 得 到 之 z 值 (0.35~0.61) 與 所 得 到 之 y 值 (0.34~0.51), 可屣<br />
以层 得 知 使 用岦 AMP 當 吸 收 劑 來 吸 收 二 氧 化 碳 過翫 程 之 質 傳 阻 力 液 相 與 氣 相 [24] 。<br />
1.6<br />
1.2<br />
CO 2<br />
:1%; AMP:1mole/L<br />
ω:600 rpm; G:10 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:10 L/min<br />
ω:600 rpm; G:70 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:70 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.8<br />
0.4<br />
0.0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
圖职 30 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [AMP:1mole/L]<br />
32
4-2-4NaOH 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響<br />
圖职 31 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 氣 體 流 量 為 10L/min 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量 時 ,<br />
NaOH 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 之 影 響 。 氣 相 質 傳 係 數 隨 著 NaOH 濃 度 增 加展 而 增 加展 , 這<br />
是 由 於 NaOH 濃 度 高 時 , 每 單酀 位 時 間 內 可屣 以层 和 二 氧 化 碳 反 應 的 NaOH 量 增 多峿 , 導 致 二 氧<br />
化 碳 吸 收 效 率 提醚 升 進 而 使 氣 相 質 傳 係 數 上 升 。<br />
若 K G a 與 NaOH 濃 度 之 w 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,w 值 由 0.33 減釥 少 至 0.22, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 NaOH<br />
濃 度 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時 較翛 為 顯 著 。 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 此 現 象 也 是 如崇 此<br />
(w 值 由 0.25 增 加展 至 0.17)。<br />
1.6<br />
1.2<br />
CO 2<br />
:1%; G:10L/min<br />
W:600 rpm; L=0.1 L/min<br />
W:1800 rpm; L=0.1 L/min<br />
W:600 rpm; L=0.5 L/min<br />
W:1800 rpm; L=0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.8<br />
0.4<br />
0.0<br />
0.0 0.3 0.6 0.9 1.2<br />
NaOH Concentration(mole/L)<br />
圖职 31 NaOH 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [ 氣 體 流 量 :10L/min]<br />
圖职 32 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 氣 體 流 量 為 70L/min 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量 時 ,<br />
NaOH 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 之 影 響 。 氣 相 質 傳 係 數 隨 著 NaOH 濃 度 增 加展 而 增 加展 , 這<br />
是 由 於 NaOH 濃 度 高 時 , 每 單酀 位 時 間 內 可屣 以层 和 二 氧 化 碳 反 應 的 NaOH 量 增 多峿 , 導 致 二 氧<br />
化 碳 吸 收 效 率 提醚 升 進 而 使 氣 相 質 傳 係 數 上 升 。<br />
若 K G a 與 NaOH 濃 度 之 w 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由 0.1L/min<br />
增 加展 至 0.5L/min 時 ,w 值 由 0.12 增 加展 至 0.24, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a 受 到 NaOH<br />
濃 度 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 高 時 較翛 為 顯 著 。 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm 時 , 此 現 象 也 是 如崇 此<br />
(w 值 由 0.19 增 加展 至 0.26)。 這 是 因峴 為 液 體 流 量 高 時 , 使 得 氣 液 接 觸 面 積 增 大 , 而 造 成 氣<br />
相 質 傳 係 數 隨 著 NaOH 濃 度 的 增 加展 而 有 明 顯 的 改 變 。<br />
33
2.8<br />
CO 2<br />
:1%; G:70L/min<br />
W:600 rpm; L=0.1 L/min<br />
W:1800 rpm; L=0.1 L/min<br />
W:600 rpm; L=0.5 L/min<br />
W:1800 rpm; L=0.5 L/min<br />
2.1<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.4<br />
0.7<br />
0.0<br />
0.0 0.3 0.6 0.9 1.2<br />
NaOH Concentration(mole/L)<br />
圖职 32 NaOH 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [ 氣 體 流 量 :70L/min]<br />
34
4-2-5 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 之 影 響<br />
圖职 33 和 圖职 34 分 別 為 在峹 NaOH 濃 度 為 1mole/L 及 氣 體 流 量 為 10L/min、70L/min 下 ,<br />
不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量 時 , 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 之 影 響 。 由 圖职 可屣 以层 發 現 氣<br />
相 質 傳 係 數 會 隨 著 二 氧 化 碳 濃 度 的 增 加展 而 降 低 , 這 是 因峴 為 在峹 相 同峧 的 接 觸 時 間 裡羬 , 要 將 二<br />
氧 化 碳 從 含 量 較翛 高 的 氣 流 內 移 除 , 二 氧 化 碳 的 去屢 除 率 會 比尬 較翛 低 , 因峴 此 才 會 有 這 種 趨 勢 出屒<br />
現 。<br />
1.6<br />
1.2<br />
NaOH:1mole/L; G:10L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.8<br />
0.4<br />
0.0<br />
0 3 6 9 12<br />
Carbon dioxide concentration(Vol%)<br />
圖职 33 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L; 氣 體 流 量 :10L/min]<br />
圖职 35 在峹 NaOH 濃 度 為 1mole/L 及 液 體 流 量 0.1L/min 下 , 不 同峧 氣 體 濃 度 時 , 氣 體 流<br />
量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 。 從 圖职 35(b) 可屣 以层 了 解羱 當 轉 速 為 1800rpm 時 , 在峹 二 氧 化 碳<br />
低 濃 度 (1% 及 4%) 下 , 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 氣 體 流 量 的 增 加展 而 增 加展 , 但 是 在峹 高 濃 度 (7% 及<br />
10%) 下 趨 勢 卻 變 成 相 反 , 這 是 因峴 為 在峹 1% 及 4% 的 時 候 , 達翥 到 一 定 去屢 除 率 時 所 需 時 間 會<br />
比尬 較翛 短 , 因峴 此 去屢 除 率 就酧 不 會 因峴 氣 體 流 量 增 加展 造 成 接 觸 時 間 變 短 而 變 差 , 但 是 當 氣 流 內 的<br />
二 氧 化 碳 濃 度 變 高 (7% 及 10%) 時 , 單酀 位 時 間 內 二 氧 化 碳 含 量 變 多峿 , 使 得 達翥 到 一 定 去屢 除 率<br />
所 需 的 時 間 變 長 , 因峴 此 當 氣 體 流 量 增 加展 時 , 接 觸 時 間 變 短 的 因峴 素 就酧 會 更 加展 明 顯 , 因峴 此 氣<br />
相 質 傳 係 數 才 會 隨 著 氣 體 流 量 的 增 加展 而 減釥 小 , 這 樣 特 性 在峹 低 轉 速 也 是 崊 在峹 的 如崇 圖职 35(a)<br />
所 示岴 。<br />
35
3.2<br />
2.4<br />
NaOH:1mole/L; G:70L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.6<br />
0.8<br />
0.0<br />
0 3 6 9 12<br />
Carbon dioxide concentration(Vol%)<br />
圖职 34 二 氧 化 碳 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [NaOH:1mole/L; 氣 體 流 量 :70L/min]<br />
1.00<br />
0.75<br />
NaOH:1mole/L<br />
L:0.1L/min; ω=600 RPM<br />
CO 2<br />
=1%<br />
CO 2<br />
=4%<br />
CO 2<br />
=7%<br />
CO 2<br />
=10%<br />
1.40<br />
1.05<br />
NaOH:1mole/L<br />
L:0.1L/min; ω=1800 RPM<br />
CO 2<br />
=1%<br />
CO 2<br />
=4%<br />
CO 2<br />
=7%<br />
CO 2<br />
=10%<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.50<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
0.70<br />
0.25<br />
0.35<br />
0.00<br />
0 20 40 60 80<br />
0.00<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
(a)<br />
(b)<br />
圖职 35 不 同峧 二 氧 化 碳 濃 度 下 的 氣 體 流 量 對聬 質 傳 係 數 (K G a) 的 影 響 [(a) 轉 速 :600rpm;(b) 轉<br />
速 :1800rpm]<br />
36
五 、 結 論 與 建 議<br />
本岓 研 究 主尾 要 探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 吸 收 二 氧 化 碳 之 應 用岦 性 , 以层 NaOH、MEA 和<br />
AMP 水尯 溶 液 吸 收 二 氧 化 碳 之 系 統 進 行 測釱 試羵 。 由 實聧 驗 結 果 顯 示岴 , 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 時 ,<br />
氣 相 質 傳 係 數 會 隨 著 轉 速 、 氣 體 流 量 、 液 體 流 量 及 NaOH 濃 度 之 增 加展 而 增 大 。 由 氣 體 流<br />
量 和 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 的 影 響 , 可屣 以层 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 二 氧 化 碳 吸 收 過翫 程<br />
之 質 傳 阻 力 大 部 分 來 自 於 液 相 , 但 是 使 用岦 AMP 為 吸 收 劑 的 系 統 剛 好崅 相 反 , 這 是 因峴 為 AMP<br />
的 反 應 速 率 常 數 較翛 小 所 造 成 的 。<br />
在峹 不 同峧 吸 收 劑 做 比尬 較翛 如崇 表 6 和 表 7 所 示岴 , 發 現 AMP 的 吸 收 效 果 最鄦 差 , 這 也 是 因峴 為<br />
它屾 的 反 應 速 率 常 數 最鄦 小 的 關 係 ;MEA 在峹 低 濃 度 (0.2mole/L) 的 時 候 K G a 值 會 比尬 NaOH 來<br />
得 低 , 但 是 在峹 高 濃 度 (1mole/L) 的 時 候 K G a 值 就酧 會 變 得 比尬 NaOH 還 大 , 這 是 因峴 為 雖 然 MEA<br />
的 反 應 常 數 比尬 較翛 大 , 但 是 在峹 低 濃 度 的 時 候 MEA 的 濃 度 不 夠 所 以层 效 果 會 比尬 較翛 差 一 點 , 當<br />
MEA 濃 度 達翥 到 1mole/L 時 , 會 因峴 為 濃 度 夠 大 所 以层 效 果 就酧 會 比尬 NaOH 還 要 好崅 。<br />
與 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 氣 相 質 傳 係 數 比尬 較翛 如崇 表 8 所 示岴 , 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 質 傳 效<br />
率 與 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 相 當 , 但 是 其 可屣 以层 處 理 的 氣 體 流 量 高 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 , 因峴 此<br />
其 在峹 工 業 應 用岦 上 會 比尬 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 較翛 合峯 適 。 預耖 期醸 未岔 來 配 合峯 設 計 與 製 造 水尯 準 的 提醚 昇 ,<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 吸 收 二 氧 化 碳 上 能 成 為 具 經 濟 性 之 設 備鄠 。<br />
表 6 不 同峧 吸 收 劑 在峹 濃 度 0.2mole/L 下 氣 相 質 傳 係 數 比尬 較翛<br />
CO 2 -NaOH CO 2 -MEA CO 2 -AMP<br />
氣 相<br />
CO 2 濃 度 (%) 1 1 1<br />
氣 體 流 量 (L/min) 10~70 10~70 10~70<br />
液 相<br />
吸 收 劑 濃 度 (mole/L) 0.2 0.2 0.2<br />
液 體 流 量 (L/min) 0.1~0.5 0.1~0.5 0.1~0.5<br />
RPB 轉 速 (rpm) 600~1800 600~1800 600~1800<br />
氣 相 質 傳 係 數 (1/s) 0.31~1.72 0.27~1.53 0.15~0.88<br />
表 7 不 同峧 吸 收 劑 在峹 濃 度 1mole/L 下 氣 相 質 傳 係 數 比尬 較翛<br />
CO 2 -NaOH CO 2 -MEA CO 2 -AMP<br />
氣 相<br />
CO 2 濃 度 (%) 1 1 1<br />
氣 體 流 量 (L/min) 10~70 10~70 10~70<br />
液 相<br />
吸 收 劑 濃 度 (mole/L) 1 1 1<br />
液 體 流 量 (L/min) 0.1~0.5 0.1~0.5 0.1~0.5<br />
RPB 轉 速 (rpm) 600~1800 600~1800 600~1800<br />
氣 相 質 傳 係 數 (1/s) 0.53~2.62 0.56~2.83 0.26~1.35<br />
37
表 8 逆 流 式 與 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 質 傳 係 數 比尬 較翛<br />
逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床<br />
[13]<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床<br />
操 作 狀 況<br />
壓 力 , atm 1 1<br />
溫 度 , K 300 301<br />
氣 相<br />
二 氧 化 碳 濃 度 , % 1 1<br />
氣 體 流 量 , L/min 4.4~11.4 10~70<br />
氣 體 負 荷 量 , m 3 /m 2 /h 38~96 24~169<br />
液 相<br />
NaOH 濃 度 , mol/L 0.2~1.0 0.2~1.0<br />
液 體 流 量 , mL/min 42~108 100~500<br />
液 體 負 荷 量 , m 3 /m 2 /h 0.4~0.9 0.2~1.2<br />
K G a, s -1 0.38~0.93 0.27~2.19<br />
綜 合峯 本岓 計 畫 研 究 成 果 , 提醚 出屒 主尾 要 建 議 及 後 續 執 行 建 議 分 述 如崇 下 :<br />
主尾 要 建 議 理 由 主尾 辦 / 協 辦 機 關<br />
推 廣 超 重 力 二 氧 化 碳 吸 收<br />
設 備鄠<br />
目岰 前 國 內 廠 商 所 使 用岦 之 二 氧 化 碳<br />
去屢 除 設 備鄠 包屗 含 傳 統 填 充屌 床 、 吸 附<br />
床 、 薄 膜 器 , 若 要 國 內 廠 商 接 受 新<br />
穎 的 二 氧 化 碳 吸 收 設 備鄠 來 取 代屈 現<br />
有 之 設 備鄠 需 要 政 府 之 宣 傳 與 輔 導 。<br />
環 保 署 / 地峸 方尣 環 保 局<br />
研 究 適 合峯 於 超 重 力 二 氧 化<br />
碳 吸 收 設 備鄠 使 用岦 之 吸 收 劑<br />
由 於 超 重 力 二 氧 化 碳 吸 收 設 備鄠 滯<br />
留 時 間 極 短 , 因峴 此 吸 收 劑 與 二 氧 化<br />
碳 之 反 應 速 率 需 要 極 高 , 如崇 此 才 能<br />
發 揮醞 此 新 穎 設 備鄠 之 性 能 。<br />
環 保 署 / 國 科 會<br />
38
六 、 參 考 文尠 獻<br />
1.Ramshaw, C. and Mallinson, R. H., 1981, “Mass Transfer Process”, United States Patent<br />
4383255.<br />
2. 邱 太 銘 , 二 氧 化 碳 捕 捉 技 術 , 核 能 研 究 所 報酒 告 ,(2005).<br />
3. 林 佳 璋 , 劉 文尠 宗 , 二 氧 化 碳 回峵 收 技 術 , 民岙 生岥 化 工 產 業 溫 室 氣 體 減釥 量 報酒 導 ,15, 8 (2002).<br />
4.Alper, E. Reaction Mechanism and Kinetics of Aqueous Solutions of<br />
2-Amino-2-methyl-1-propanol and Carbon Dioxide. Ind. Eng. Chem. Res., 29, 1725 (1990).<br />
5.Xiao, J., Li, C. W. and Li, M. H. Kinetics of Absorption of Carbon Dioxide into Aqueous<br />
Solutions of 2-Amino-2-methyl-1-propanol + monoethanolamine. Chem. Eng. Sci., 55, 161<br />
(2000).<br />
6.Paitoon, T., Meisen, A. and Lim, C. J. CO 2 Absorption by NaOH, Monoethanolamine and<br />
2-Amino-2-Methyl-1-Propanol Solutions in a Packed Column. Chem. Eng. Sci, 47, 381<br />
(1992).<br />
7. 張 學 模 、 儲 政 、 古層 俊 智醳 , 脫 CO 2 技 術 進 展 及 評 價 , 化 學 工 業 與 工 程 技 術 ,22, 14, (2<strong>001</strong>).<br />
8.Ramshaw, C., 1983, “HIGEE DISTILLATION-an Example of Process Intensification”,<br />
Chem. Engr., 389(2), 13-14.<br />
9.Liu, H. S., Lin, C. C., Wu, S. C. and Hsu, H. W., 1996, “Characteristics of Rotating Packed<br />
Bed”, Ind. Eng. Chem. Res., 35, 3590-3596.<br />
10.Lin, C. C., Chen, Y. S. and Liu, H. S., 2000, “Prediction of Liquid Holdup in<br />
Countercurrent-Flow Rotating Packed Bed”, Trans IChemE. Part A, 78, 397-403.<br />
11.Lin, C. C., Ho, T. J. and Liu, W. T., 2002, “Distillation in a Rotating Packed Bed”, J. Chem.<br />
Eng. Jpn., 35, 1298-1304.<br />
12.Lin, C. C. and Liu, W. T., 2003, “Ozone Oxidation in a Rotating Packed Bed”, J. Chem.<br />
Technol. Biotechnol., 78, 138-141.<br />
13.Lin, C. C., Liu, W. T. and Tan, C. S., 2003, “Removal of Carbon Dioxide by Absorption in<br />
a Rotating Packed Bed”, Ind. Eng. Chem. Res., 42, 2381-2386.<br />
14.Chen, Y. S., Liu, H .S, Lin, C. C. and Liu, W. T., 2004, “Micromixing in a Rotating Packed<br />
Bed”, J. Chem. Eng. Jpn., 37, 1122-1128.<br />
15.Lin, C. C., Wei, T. Y., Liu, W. T. and Shen, K. P., 2004, “Removal of VOCs from Gaseous<br />
Streams in a High-voidage Rotating Packed Bed”, J. Chem. Eng. Jpn., 37, 1471-1477.<br />
16.Chen, Y. S, Lin, C. C. and Liu, H. S., 2005, “Mass Transfer in a Rotating Packed Bed with<br />
Viscous Newtonian and Non-Newtonian Fluids”, Ind. Eng. Chem. Res., 44, 1043-1051.<br />
17.Chen, Y. S, Lin, C. C. and Liu, H. S., 2005, “Mass Transfer in a Rotating Packed Bed with<br />
Various Radii of the Bed”, Ind. Eng. Chem. Res., 44, 7868-7875.<br />
18.Lin, C. C. and Liu, W. T., 2006, “Removal of an Undesired Component from a Valuable<br />
Product Using a Rotating Packed Bed”, J. Ind. Eng. Chem., 12, 455-459.<br />
39
19.Lin, C. C., Wei, T. Y., Hsu, S. K. and Liu, W. T., 2006, “Performance of a Pilot-scale<br />
Cross-flow Rotating Packed Bed in Removing VOCs from Waste Gas Streams”, Sep. Purif.<br />
Technol., 52, 274-279.<br />
20.Lin, C. C. and Liu, W. T., 2006, “Mass Transfer Characteristics of a High-voidage Rotating<br />
Packed Bed”, J. Ind. Eng. Chem., accepted.<br />
21.Lin, C. C. and Jian, G. S., 2006, “Characteristics of a Rotating Packed Bed Equipped with<br />
Blade Packings”, Sep. Purif. Technol., accepted.<br />
22.Guo, F., Zheng, C., Guo, K., Feng, Y. and Gardner, N. C., 1997, “Hydrodynamics and<br />
Mass Transfer in Cross-flow Rotating Packed Bed”, Chem. Eng. Sci., 52, 3853-3859.<br />
23. 林 佳 璋 , 劉 文尠 宗 , 何 宗 仁 , 楊 勝鄭 ,2003,“ 超 重 力 技 術 的 應 用岦 研 究 ”, 化 工 資翊 訊 月尦 刊屔 ,<br />
17,22-29。<br />
24.Strigle Jr, R. F., 1994, “Random Packing and Packed Towers: Design and Applications”,<br />
Gulf, Houston.<br />
40
計 畫 成 果 自 評<br />
所 完 成 之 工 作 項 目岰 與 成 果 如崇 下 :<br />
1. 在峹 不 同峧 轉 速 (600、1000、1400、1800rpm) 下 , 利 用岦 NaOH 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探<br />
討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
2. 在峹 不 同峧 液 體 流 量 (0.1、0.2、0.3、0.4、0.5L/min) 下 , 利 用岦 NaOH 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 ,<br />
探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
3. 在峹 不 同峧 氣 體 流 量 (10、30、50、70L/min) 下 , 利 用岦 NaOH 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探 討<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
4. 在峹 不 同峧 NaOH 水尯 溶 液 濃 度 (0.2、0.5、0.7、1.0M) 下 , 利 用岦 NaOH 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 ,<br />
探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
5. 在峹 不 同峧 CO 2 濃 度 (1、4、7、10%) 下 , 利 用岦 NaOH 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探 討 錯 流 式<br />
旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
6. 在峹 不 同峧 轉 速 (600、1000、1400、1800rpm) 下 , 利 用岦 MEA 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探 討<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
7. 在峹 不 同峧 液 體 流 量 (0.1、0.2、0.3、0.4、0.5L/min) 下 , 利 用岦 MEA 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 ,<br />
探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
8. 在峹 不 同峧 氣 體 流 量 (10、30、50、70L/min) 下 , 利 用岦 MEA 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探 討<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
9. 在峹 不 同峧 MEA 水尯 溶 液 濃 度 (0.2、0.5、0.7、1.0M) 下 , 利 用岦 MEA 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 ,<br />
探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
10. 在峹 不 同峧 CO 2 濃 度 (1、4、7、10%) 下 , 利 用岦 MEA 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探 討 錯 流 式<br />
旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
11. 在峹 不 同峧 轉 速 (600、1000、1400、1800rpm) 下 , 利 用岦 AMP 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探<br />
討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
12. 在峹 不 同峧 液 體 流 量 (0.1、0.2、0.3、0.4、0.5L/min) 下 , 利 用岦 AMP 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 ,<br />
探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
13. 在峹 不 同峧 氣 體 流 量 (10、30、50、70L/min) 下 , 利 用岦 AMP 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探 討<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
14. 在峹 不 同峧 AMP 水尯 溶 液 濃 度 (0.2、0.5、0.7、1.0M) 下 , 利 用岦 AMP 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 ,<br />
探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
15. 在峹 不 同峧 CO 2 濃 度 (1、4、7、10%) 下 , 利 用岦 AMP 水尯 溶 液 吸 收 氣 流 中 CO 2 , 探 討 錯 流 式<br />
旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收 特 性 。<br />
16. 建 立岷 超 重 力 二 氧 化 碳 吸 收 技 術 , 具 有 低 壓 降 且尼 高 去屢 除 效 率 , 去屢 除 效 率 可屣 達翥 90% 以层 上 。<br />
本岓 計 畫 所 得 之 研 究 成 果 與 原 本岓 之 研 究 內 容 規 劃耷 相 符 且尼 達翥 成 預耖 期醸 目岰 標 。 此 計 畫 內 容 同峧<br />
時 亦岿 為 本岓 計 畫 主尾 持 人 所 指 導 學 生岥 之 碩 士 論 文尠 題 目岰 , 對聬 於 研 究 內 容 有 更 詳 盡 的 探 討 , 預耖 計<br />
96 年 7 月尦 有 一 篇 碩 士 論 文尠 ,95 年 12 月尦 有 一 篇 國 內 研 討 會 論 文尠 , 並 將 於 投 稿 至 國 外屸 期醸 刊屔 。<br />
41
七 、 附 錄 ( 台屲 灣 化 學 工 程 學 會 九 十 五 年 年 會 論 文尠 )<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 應 用岦 於 二 氧 化 碳 吸 收 之 研 究<br />
林 佳 璋 、 陳鄉 柏 志 *<br />
長 庚 大 學 化 工 與 材 料 工 程 學 系<br />
桃 園 縣 龜 山 鄉 文尠 化 一 路翔 259 號羙 , 03-2118800-5760, higee@mail.cgu.edu.tw<br />
(NSC 95-<strong>EPA</strong>-Z-<strong>182</strong>-<strong>001</strong>)<br />
摘 要<br />
本岓 研 究 主尾 要 探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 吸 收 二 氧 化 碳 之 應 用岦 性 , 測釱 試羵 系 統 則 選 用岦 氫 氧<br />
化 鈉 水尯 溶 液 吸 收 二 氧 化 碳 。 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 外屸 半屜 徑 分 別 為 2.4cm 及 4.4cm, 軸 向峭 高<br />
度 為 12.0cm。 所 採 用岦 的 填 充屌 物 為 不 銹 鋼 之 金 屬 網 絲 編 排 而 成 , 轉 速 可屣 在峹 400~1800rpm<br />
之 間 變 動 。 由 實聧 驗 結 果 得 知 , 氣 相 質 傳 係 數 會 隨 著 轉 速 、 氣 體 流 量 、 液 體 流 量 及 氫 氧 化<br />
鈉 濃 度 的 增 加展 而 增 加展 , 所 得 到 之 氣 相 質 傳 係 數 與 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 比尬 較翛 , 顯 示岴 錯 流 式 旋<br />
轉 填 充屌 床 的 質 傳 效 率 相 當 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 , 另屮 外屸 由 於 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 具 有 無 液 泛<br />
點 的 特 性 , 因峴 此 未岔 來 其 在峹 處 理 高 氣 量 氣 流 中 二 氧 化 碳 上 具 有 極 大 潛 力 和 競 爭 力 。<br />
關 鍵 字 : 旋 轉 填 充屌 床 、 超 重 力 、 二 氧 化 碳 、 錯 流 式 、 吸 收<br />
一 、 前 言<br />
氣 液 流 量 。 旋 轉 填 充屌 床 的 空 隙 度 可屣 高 達翥<br />
超 重 力 HIGEE( 取 超 重 力 場酏 ”High G”<br />
之 音 ) 技 術 , 由 英 國 ICI 公 司屫 之 Ramshaw<br />
和 Mallinson 在峹 1981 年 首 先峕 發 表 專 利 並 將<br />
其 應 用岦 於 蒸 餾 和 吸 收 系 統 [1] 。 超 重 力 技 術<br />
的 原 理 是 將 一 個 形 狀 類 似 甜 甜 圈 的 轉 筒 ,<br />
高 速 旋 轉 ( 一 般 低 於 2000rpm) 產 生岥 超 重 力<br />
場酏 以层 提醚 昇 分 離 的 效 率 , 進 而 縮 減釥 設 備鄠 尺尓<br />
寸 。 這 樣 的 設 備鄠 被 稱 之 為 旋 轉 填 充屌 床<br />
(RPB,Rotating Packed Bed), 如崇 圖职 1 所 示岴 。<br />
具 體 來 說 , 旋 轉 填 充屌 床 是 把 填 充屌 物 裝羫 填 於<br />
轉 筒 內 , 此 轉 筒 安崎 裝羫 於 靜 止尩 的 外屸 殼釖 內 , 並<br />
以层 每 分 鐘 數 千 轉 的 轉 速 繞 垂 直 軸 旋 轉 。 液<br />
體 由 轉 筒 的 中 心尚 進 入 後 由 液 體 分 佈 器 射<br />
出屒 , 噴 入 轉 筒 , 然 後 藉 離 心尚 力 的 作 用岦 快 速<br />
地峸 往 轉 筒 外屸 緣 流 動 。 氣 體 由 轉 筒 外屸 緣 進<br />
入 , 在峹 壓 差 作 用岦 下 , 由 外屸 向峭 內 在峹 轉 筒 內 與<br />
液 體 發 生岥 高 效 的 逆 流 接 觸 並 進 行 質 傳 交岾<br />
換醢 。 由 旋 轉 填 充屌 床 產 生岥 的 離 心尚 加展 速 度 可屣 高<br />
達翥 100g 至 500g( 視 床 半屜 徑 與 轉 速 而 定 ), 在峹<br />
這 樣 的 超 重 力 場酏 下 可屣 大 幅酭 提醚 升 逆 流 接 觸 的<br />
90~95% 且尼 能 使 用岦 比尬 表 面 積 高 達翥<br />
2000~5000m 2 /m 3 之 填 充屌 物 [2] 。<br />
液 體 入 口<br />
氣 體 出屒 口<br />
液 體 分 佈 器<br />
轉 筒 外屸 殼釖<br />
填 充屌 物<br />
軸 封<br />
氣 體 入 口<br />
軸 封<br />
液 體 出屒 口<br />
轉 軸<br />
圖职 1 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职<br />
旋 轉 填 充屌 床 內 氣 液 接 觸 過翫 程 的 主尾 要 特<br />
色 , 在峹 於 氣 液 在峹 比尬 表 面 積 很 大 之 多峿 孔 性 填<br />
充屌 物 的 細 小 孔 道翣 內 , 以层 很 高 的 相 對聬 速 度 逆<br />
向峭 接 觸 。 巨岀 大 的 表 面 , 高 度 的 湍釯 動 , 界 面<br />
快 速 地峸 更 新 , 相 間 和 相 內 激 烈 地峸 混 合峯 與 分<br />
42
散醩 是 此 新 穎 技 術 的 基 本岓 特 點 , 因峴 此 , 不 論<br />
是 氣 相 控 制 還 是 液 相 控 制 的 程 序 都 能 獲 到<br />
極 大 地峸 強 化 , 藉 由 這 個 特 點 將 此 技 術 應 用岦<br />
於 質 傳 為 控 制 步 驟 之 反 應 程 序 應 也 可屣 獲 得<br />
不 錯 的 效 果 。 一 般 而 言 , 旋 轉 填 充屌 床 可屣 以层<br />
將 質 傳 單酀 元 高 度 (HTU,Height of Transfer<br />
Unit) 由 重 力 場酏 (1g) 下 的 30~100cm 降 至 超<br />
重 力 場酏 (100~500g) 下 1~3cm [3-15] , 故 體 積 質<br />
傳 係 數 提醚 升 一 至 兩 個 數 量 級 。 因峴 此 , 使 一<br />
個 高 度 幾酱 十 米 的 傳 統 填 充屌 床 縮 小 成 床 外屸 徑<br />
不 超 過翫 一 米 、 厚 不 過翫 十 幾酱 至 幾酱 十 公 分 的 旋<br />
轉 填 充屌 床 。<br />
吾 人 醶 使 用岦 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 去屢 除 氣<br />
流 中 二 氧 化 碳 , 研 究 中 使 用岦 不 同峧 吸 收 劑 探<br />
討 其 對聬 二 氧 化 碳 吸 收 效 率 之 影 響 , 結 果 發<br />
現 MEA 之 吸 收 效 率 高 於 其 他屆 吸 收 劑 [7] 。 由<br />
結 果 可屣 以层 知 道翣 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 填 充屌 物 厚<br />
度 4.2cm 約 有 1 至 2 個 質 傳 單酀 元 數 (NTU) 的<br />
分 離 效 率 , 相 當 於 2.1~4.2cm 的 質 傳 單酀 元 高<br />
度 (HTU), 且尼 在峹 相 同峧 氣 體 流 量 範 圍酌 下 , 逆<br />
流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 質 傳 單酀 元 高 度 低 於 傳 統<br />
填 充屌 床 之 質 傳 單酀 元 高 度 , 以层 致 逆 流 式 旋 轉<br />
填 充屌 床 體 小 質 輕 。 因峴 此 , 逆 流 式 旋 轉 填 充屌<br />
床 在峹 應 用岦 於 吸 收 二 氧 化 碳 上 , 具 有 高 效 率<br />
及 低 成 本岓 等 優 點 。<br />
逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 的 內 外屸 環 流 體 通 道翣<br />
截 面 積 差 異 大 , 氣 速 變 化 過翫 大 , 氣 體 所 受<br />
阻 力 高 ; 氣 體 由 旋 轉 床 的 外屸 環 沿 徑 向峭 流 動<br />
至 內 環 , 需 克 服 離 心尚 阻 力 。 這 兩 個 因峴 素 造<br />
成 氣 體 流 動 阻 力 過翫 大 , 不 適 合峯 用岦 於 高 氣 體<br />
流 量 的 氣 液 質 傳 程 序 。 爲 了 在峹 高 氣 體 流 量<br />
的 氣 液 質 傳 程 序 中 能 引尙 入 離 心尚 力 場酏 強 化 質<br />
傳 , 一 些 研 究 者 開 始 研 發 不 同峧 於 逆 流 式 的<br />
錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 , 其 結 構 如崇 圖职 2 所 示岴<br />
[16] 。 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 中 的 氣 體 流 道翣 截 面<br />
積 固 定 , 氣 體 速 度 恒 定 , 且尼 氣 體 沿 旋 轉 床<br />
軸 向峭 流 動 , 無 需 克 服 離 心尚 阻 力 , 故 氣 體 阻<br />
力 小 , 適 合峯 高 氣 體 流 量 的 氣 液 兩 相 質 傳 程<br />
序 [16] 。<br />
液 體 分 佈 器<br />
液 體 出屒 口 氣 體 入 口<br />
液 體 入 口<br />
氣 體 入 口<br />
轉 軸<br />
氣 體 出屒 口<br />
密 封<br />
風 扇<br />
填 充屌 物<br />
圖职 2 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职<br />
[17]<br />
由 之 前 研 究 成 果 可屣 以层 預耖 期醸 錯 流 式<br />
旋 轉 填 充屌 床 除 了 可屣 用岦 於 高 氣 體 流 量 之 外屸 ,<br />
在峹 二 氧 化 碳 吸 收 效 率 上 , 應 該 具 有 不 錯 的<br />
競 爭 力 , 因峴 此 為 了 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床<br />
於 應 用岦 時 之 吸 收 效 率 , 本岓 研 究 之 主尾 要 目岰 的<br />
為 評 估 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 二 氧 化 碳 吸 收<br />
效 率 , 選 用岦 以层 氫 氧 化 鈉 水尯 溶 液 吸 收 二 氧 化<br />
碳 之 程 序 , 藉 以层 探 討 影 響 吸 收 效 率 的 操 作<br />
變 數 ( 如崇 轉 速 、 液 體 流 量 及 氣 體 流 量 等 ),<br />
以层 作 為 未岔 來 去屢 除 氣 流 中 二 氧 化 碳 之 參 考 。<br />
二 、 實聧 驗 方尣 法<br />
圖职 3 為 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 主尾 體 構 造<br />
圖职 , 填 充屌 物 上 方尣 加展 裝羫 氣 體 軸 封 可屣 以层 防 止尩 氣<br />
體 由 填 充屌 床 外屸 側 離 開 系 統 (bypass) 的 現<br />
象 , 上 轉 盤 直 徑 14.3 公 分 , 有 八 個 圓 形 直<br />
徑 1 公 分 的 孔 洞 , 下 轉 盤 直 徑 14.3 公 分 , 下<br />
方尣 氣 體 進 口 處 有 ㄧ 個 直 徑 0.45 公 分 入 口 ,<br />
上 方尣 氣 體 出屒 口 直 徑 0.7 公 分 。 液 體 經 由 上 方尣<br />
進 入 系 統 , 藉 由 液 體 分 佈 器 噴 向峭 床 的 內<br />
緣 , 而 液 體 分 佈 器 構 造 為 單酀 排 有 12 個 間 隔耉<br />
0.95 公 分 直 徑 1mm 的 孔 洞 , 下 方尣 的 液 體 出屒<br />
43
口 為 一 個 1.1 公 分 直 徑 的 圓 孔 裝羫 置 。 氣 體 由<br />
下 方尣 一 個 進 口 進 入 系 統 , 以层 軸 向峭 為 主尾 要 流<br />
動 方尣 式 , 液 體 主尾 要 在峹 徑 向峭 流 動 , 兩 者 在峹 填<br />
充屌 物 內 以层 錯 流 式 的 接 觸 型 態 發 生岥 質 傳 程<br />
序 , 外屸 側 為 一 個 直 徑 18.1 公 分 的 透 明 壓 克<br />
力 外屸 筒 , 可屣 以层 方尣 便 實聧 驗 時 觀 察聫 系 統 內 液 體<br />
的 流 動 分 佈 等 狀 況 。 以层 金 屬 絲 網 ( 線 徑<br />
0.22mm) 為 填 充屌 物 , 其 內 半屜 徑 2.4 公 分 、 外屸<br />
半屜 徑 4.4 公 分 、 軸 向峭 高 度 12.0 公 分 、 孔 隙 度<br />
0.949、 比尬 表 面 積 677m 2 /m 3 。<br />
liquid inlet<br />
gas outlet<br />
liquid distributor<br />
gas seal<br />
率 , 本岓 研 究 以层 總 括 體 積 氣 相 質 傳 係 數<br />
(overall volumetric gas-side mass transfer<br />
coefficient, K G a) 作 為 判 斷 之 依 據 , 其 計 算<br />
方尣 式 如崇 下 所 示岴 :<br />
式 中<br />
Q<br />
K Ga<br />
=<br />
πZ<br />
(R<br />
b<br />
G<br />
2<br />
o<br />
− R<br />
2<br />
i<br />
K G a 為 氣 相 質 傳 係 數 (s -1 )<br />
Q G 為 氣 體 流 量 (m 3 /s)<br />
⎛ Y<br />
⎜<br />
i<br />
ln<br />
) ⎝ Yo<br />
Z b 為 旋 轉 填 充屌 床 軸 向峭 高 度 (m)<br />
R o 為 旋 轉 填 充屌 床 外屸 半屜 徑 (m)<br />
R i 為 旋 轉 填 充屌 床 內 半屜 徑 (m)<br />
Y o 為 氣 體 出屒 口 處 二 氧 化 碳 莫 耳 分 率 (-)<br />
Y i 為 氣 體 入 口 處 二 氧 化 碳 莫 耳 分 率 (-)<br />
drain<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
packing support<br />
packing<br />
flowmeter<br />
packing<br />
CO 2 analyzer<br />
sealing<br />
CO 2 analyzer<br />
liquid outlet<br />
gas inlet<br />
Seal<br />
rotor shaft<br />
圖职 3 本岓 研 究 使 用岦 之 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 簡 圖职<br />
圖职 4 表 示岴 簡 化 的 實聧 驗 流 程 圖职 。 在峹 正岗 常<br />
操 作 下 , 含 有 二 氧 化 碳 氮釘 氣 由 鋼 瓶 提醚 供 並<br />
以层 流 量 計 調 整 所 需 流 量 , 然 後 進 入 錯 流 式<br />
旋 轉 填 充屌 床 內 。 含 有 二 氧 化 碳 之 氮釘 氣 因峴 壓<br />
差 作 用岦 由 底 部 進 入 而 最鄦 後 從 錯 流 式 旋 轉 填<br />
充屌 床 上 端 排 出屒 。 氫 氧 化 鈉 水尯 溶 液 藉 由 幫 浦<br />
的 帶 動 進 入 液 體 分 佈 器 , 此 液 體 分 佈 器 包屗<br />
含 數 個 小 孔 洞 。 氫 氧 化 鈉 水尯 溶 液 藉 此 分 佈<br />
器 以层 相 當 高 的 速 度 射 出屒 , 然 後 進 入 填 充屌 床<br />
最鄦 內 緣 處 , 最鄦 後 因峴 離 心尚 力 作 用岦 而 往 填 充屌 床<br />
最鄦 外屸 緣 流 動 , 且尼 從 旋 轉 填 充屌 床 底 部 排 出屒 。<br />
因峴 此 , 操 作 過翫 程 中 , 氣 體 與 液 體 流 動 方尣 向峭<br />
垂 直 , 如崇 此 將 使 氣 體 所 受 阻 力 大 幅酭 地峸 降 低 。<br />
為 了 評 估 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 質 傳 效<br />
pump<br />
flowmeter<br />
NaOH sampler<br />
CO 2 in<br />
effluent tank rotor shaft<br />
圖职 4 實聧 驗 流 程 圖职<br />
三 、 結 果 與 討 論<br />
圖职 5 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 氫 氧<br />
化 鈉 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 氣 體 和 液<br />
體 流 量 時 , 轉 速 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a) 的 影<br />
響 。 由 此 圖职 可屣 知 , 當 轉 速 由 600 增 加展 至<br />
1800rpm 時 , 氣 相 質 傳 係 數 隨 之 增 大 。 液<br />
體 受 到 的 離 心尚 力 愈 大 , 因峴 此 使 液 體 分 佈 在峹<br />
填 充屌 物 上 更 均 勻 , 再峘 者 由 於 更 大 的 離 心尚 力<br />
作 用岦 , 氣 液 接 觸 表 面 更 新 速 度 愈 快 , 使 得<br />
二 氧 化 碳 在峹 氫 氧 化 鈉 水尯 溶 液 的 吸 收 效 率 愈<br />
好崅 , 以层 致 提醚 升 氣 相 質 傳 係 數 。 然 而 , 當 轉<br />
速 增 加展 至 1400rpm 以层 上 時 , 氣 相 質 傳 係 數<br />
44
增 加展 幅酭 度 變 得 比尬 較翛 平岅 緩 , 這 是 由 於 此 時 轉<br />
速 增 加展 並 不 會 對聬 氣 液 間 之 接 觸 提醚 供 更 多峿 的<br />
面 積 , 而 且尼 轉 速 愈 高 時 會 縮 短 氣 液 接 觸 時<br />
間 , 如崇 此 會 不 利 於 氫 氧 化 鈉 和 二 氧 化 碳 的<br />
反 應 。<br />
若 K G a 與 轉 速 之 x 次 方尣 成 正岗 比尬 , 在峹 低<br />
氣 體 流 量 (10L/min) 下 , 當 液 體 流 量 由<br />
0.1L/min 增 加展 至 0.5L/min 時 ,x 值 由 0.40<br />
減釥 少 至 0.27, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 氣 體 流 量<br />
下 ,K G a 受 到 轉 速 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量<br />
低 時 更 加展 顯 著 。 然 而 , 當 氣 體 流 量 增 加展 至<br />
70L/min 時 , 這 特 性 呈 現 相 反 趨 勢 (x 值 由<br />
0.24 增 加展 至 0.32)。 依 據 所 獲 得 之 x 值 由<br />
0.24 變 化 至 0.40 , K G a 與 離 心尚 力 之<br />
0.12~0.20 次 方尣 成 正岗 比尬 , 此 冪 次 接 近 於 逆 流<br />
式 旋 轉 填 充屌 床 所 得 到 之 冪 次 [14] 。<br />
2.0<br />
1.5<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
L:0.1 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.1 L/min;G:70 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:10 L/min<br />
L:0.5 L/min;G:70 L/min<br />
當 氣 體 流 量 高 時 , 氣 相 質 傳 阻 力 減釥 小 所 造<br />
成 之 結 果 。<br />
若 K G a 與 氣 體 流 量 之 y 次 方尣 成 正岗 比尬 ,<br />
在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由<br />
0.1L/min 增 加展 至 0.5L/min 時 ,y 值 由 0.44<br />
減釥 少 至 0.27, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a<br />
受 到 氣 體 流 量 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量 低 時<br />
較翛 為 顯 著 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm<br />
時 , 這 特 性 沒 有 如崇 此 明 顯 (y 值 由 0.32 減釥 少<br />
至 0.31), 如崇 此 特 性 也 發 現 於 逆 流 式 旋 轉 填<br />
充屌 床 [14] 。 依 據 實聧 驗 數 據 , 所 得 到 之 y 值<br />
(0.27~0.44) 是 高 於 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 所 得<br />
到 之 冪 次 [14] 。 這 差 異 主尾 要 是 來 自 於 系 統 內<br />
氣 液 流 動 型 態 之 差 異 , 也 就酧 是 說 不 同峧 氣 液<br />
流 動 型 態 可屣 能 提醚 供 不 同峧 的 質 傳 機 制 。<br />
2.0<br />
1.5<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.5<br />
0.0<br />
400 800 1200 1600 2000<br />
Rotor Speed(rpm)<br />
圖职 5 轉 速 對聬 K G a 的 影 響<br />
圖职 6 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 氫 氧<br />
化 鈉 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 在峹 不 同峧 轉 速 及<br />
液 體 流 量 時 , 氣 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數<br />
(K G a) 的 影 響 。 如崇 預耖 期醸 所 知 , 氣 體 流 量 增 加展<br />
時 , 質 傳 係 數 也 隨 之 增 加展 , 這 是 因峴 為 氣 體<br />
流 量 大 時 每 單酀 位 時 間 內 氫 氧 化 鈉 和 二 氧 化<br />
碳 碰 撞 的 機 會 變 多峿 , 以层 致 使 得 二 氧 化 碳 和<br />
氫 氧 化 鈉 的 反 應 速 率 變 快 。 另屮 一 個 解羱 釋 為<br />
0.0<br />
0 20 40 60 80<br />
Gas flow rate(L/min)<br />
圖职 6 氣 體 流 量 對聬 K G a 的 影 響<br />
圖职 7 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 氫 氧<br />
化 鈉 濃 度 為 0.2mole/L 下 , 不 同峧 轉 速 及 氣<br />
體 流 量 時 , 液 體 流 量 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a)<br />
的 影 響 。 液 體 流 量 增 加展 時 , 氣 相 質 傳 係 數<br />
會 隨 之 增 加展 , 這 是 因峴 為 液 體 流 量 高 時 , 每<br />
單酀 位 時 間 內 吸 收 劑 增 加展 使 得 可屣 以层 吸 收 二 氧<br />
化 碳 的 量 會 增 加展 進 而 提醚 升 氣 相 質 傳 係 數 ,<br />
另屮 一 個 可屣 能 性 就酧 是 液 體 流 量 增 加展 會 使 氣 液<br />
接 觸 面 積 增 多峿 , 而 導 致 質 傳 效 率 提醚 高 。 在峹<br />
45
液 體 流 量 達翥 到 0.4L/min 的 狀 態 時 , 氣 相 質<br />
傳 係 數 相 較翛 於 在峹 前 三 個 液 體 流 量 時 增 加展 的<br />
程 度 比尬 較翛 大 , 這 是 因峴 為 當 液 體 流 量 在峹<br />
0.4L/min 時 , 液 體 能 均 勻 散醩 佈 在峹 整 個 填 充屌<br />
物 上 , 使 接 觸 面 積 加展 大 許 多峿 , 有 利 於 氫 氧<br />
化 鈉 和 二 氧 化 碳 的 反 應 , 所 以层 氣 相 質 傳 系<br />
數 (K G a) 會 有 明 顯 的 變 化 。<br />
若 K G a 與 液 體 流 量 之 z 次 方尣 成 正岗 比尬 ,<br />
在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 氣 體 流 量 由<br />
10L/min 增 加展 至 70L/min 時 ,z 值 由 0.64<br />
減釥 少 至 0.38, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a<br />
受 到 液 體 流 量 變 化 之 影 響 於 氣 體 流 量 低 時<br />
較翛 為 顯 著 。 然 而 , 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm<br />
時 , 此 特 性 沒 有 如崇 此 顯 著 (z 值 由 0.48 減釥 少<br />
至 0.47)。 依 據 實聧 驗 數 據 , 比尬 較翛 所 得 到 之 z<br />
值 (0.38~0.64) 與 所 得 到 之 y 值<br />
(0.27~0.44), 可屣 以层 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床<br />
內 二 氧 化 碳 吸 收 過翫 程 之 質 傳 阻 力 大 部 分 來<br />
自 於 液 相 , 這 特 性 也 發 現 於 逆 流 式 旋 轉 填<br />
充屌 床 [14] 。<br />
2.0<br />
1.5<br />
CO 2<br />
:1%; NaOH:0.2mole/L<br />
ω:600 rpm; G:10 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:10 L/min<br />
ω:600 rpm; G:70 L/min<br />
ω:1800 rpm; G:70 L/min<br />
時 , 每 單酀 位 時 間 內 可屣 以层 和 二 氧 化 碳 反 應 的<br />
氫 氧 化 鈉 量 增 多峿 , 導 致 二 氧 化 碳 吸 收 效 率<br />
提醚 升 進 而 使 氣 相 質 傳 係 數 上 升 。<br />
若 K G a 與 氫 氧 化 鈉 濃 度 之 w 次 方尣 成 正岗<br />
比尬 , 在峹 低 轉 速 (600rpm) 下 , 當 液 體 流 量 由<br />
0.1L/min 增 加展 至 0.5L/min 時 ,w 值 由 0.12<br />
增 加展 至 0.24, 這 現 象 顯 示岴 在峹 低 轉 速 下 ,K G a<br />
受 到 氫 氧 化 鈉 濃 度 變 化 之 影 響 於 液 體 流 量<br />
高 時 較翛 為 顯 著 。 當 轉 速 增 加展 至 1800rpm<br />
時 , 此 現 象 也 是 如崇 此 (w 值 由 0.19 增 加展 至<br />
0.27)。 這 是 因峴 為 液 體 流 量 高 時 , 使 得 氣 液<br />
接 觸 面 積 增 大 , 而 造 成 氣 相 質 傳 係 數 隨 著<br />
氫 氧 化 鈉 濃 度 的 增 加展 而 有 明 顯 的 改 變 。<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
2.8<br />
2.1<br />
1.4<br />
0.7<br />
CO 2<br />
:1%; G:70L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.1 L/min<br />
ω:600 rpm; L:0.5 L/min<br />
ω:1800 rpm; L:0.5 L/min<br />
K G<br />
a(1/s)<br />
1.0<br />
0.0<br />
0.0 0.3 0.6 0.9 1.2<br />
NaOH Concentration(mole/L)<br />
圖职 8 氫 氧 化 鈉 濃 度 對聬 K G a 的 影 響<br />
0.5<br />
0.0<br />
0.00 0.15 0.30 0.45 0.60<br />
Liquid flow rate(L/min)<br />
圖职 7 液 體 流 量 K G a 的 影 響<br />
圖职 8 為 在峹 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 及 氣 體<br />
流 量 為 70L/min 下 , 不 同峧 轉 速 及 液 體 流 量<br />
時 , 氫 氧 化 鈉 濃 度 對聬 氣 相 質 傳 係 數 (K G a)<br />
之 影 響 。 氣 相 質 傳 係 數 隨 著 氫 氧 化 鈉 濃 度<br />
增 加展 而 增 加展 , 這 是 由 於 氫 氧 化 鈉 濃 度 高<br />
四屶 、 結 論<br />
本岓 研 究 主尾 要 探 討 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹<br />
吸 收 二 氧 化 碳 之 應 用岦 性 , 以层 氫 氧 化 鈉 水尯 溶<br />
液 吸 收 二 氧 化 碳 之 系 統 進 行 測釱 試羵 。 由 實聧 驗<br />
結 果 顯 示岴 , 二 氧 化 碳 濃 度 為 1% 時 , 氣 相<br />
質 傳 係 數 會 隨 著 轉 速 、 氣 體 流 速 、 液 體 流<br />
速 及 氫 氧 化 鈉 濃 度 之 增 加展 而 增 大 。 由 圖职 6<br />
和 圖职 7, 可屣 以层 得 知 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 內 二<br />
氧 化 碳 吸 收 過翫 程 之 質 傳 阻 力 大 部 分 來 自 於<br />
液 相 。 與 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 氣 相 質 傳 係<br />
46
數 比尬 較翛 如崇 表 1 所 示岴 , 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之<br />
質 傳 效 率 與 逆 流 式 旋 轉 填 充屌 床 相 當 , 但 是<br />
其 可屣 以层 處 理 的 氣 體 流 量 高 於 逆 流 式 旋 轉 填<br />
充屌 床 , 因峴 此 其 在峹 工 業 應 用岦 上 會 比尬 逆 流 式 旋<br />
轉 填 充屌 床 較翛 合峯 適 。 預耖 期醸 未岔 來 配 合峯 設 計 與 製<br />
造 水尯 準 的 提醚 昇 , 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 在峹 吸 收<br />
二 氧 化 碳 上 能 成 為 具 經 濟 性 之 設 備鄠 。<br />
表 1 逆 流 式 與 錯 流 式 旋 轉 填 充屌 床 之 質 傳<br />
係 數 比尬 較翛<br />
逆 流 式 旋 轉<br />
[7]<br />
填 充屌 床<br />
錯 流 式 旋 轉<br />
填 充屌 床<br />
操 作 狀 況<br />
壓 力 , atm 1 1<br />
溫 度 , K 300 301<br />
氣 相<br />
二 氧 化 碳 濃 度 , mol% 1 1<br />
氣 體 流 量 , L/min 4.4~11.4 10~70<br />
氣 體 負 荷 量 , m 3 /m 2 /h 38~96 24~169<br />
液 相<br />
氫 氧 化 鈉 濃 度 , kmol/m 3 0.2~1.0 0.2~1.0<br />
液 體 流 量 , mL/min 42~108 100~500<br />
液 體 負 荷 量 , m 3 /m 2 /h 0.4~0.9 0.2~1.2<br />
K G a, s -1 0.38~0.93 0.27~2.19<br />
五 、 參 考 文尠 獻<br />
1.Ramshaw, C. and Mallinson, R. H., 1981,<br />
“Mass Transfer Process”, United States<br />
Patent 4383255.<br />
2.Ramshaw, C., 1983, “HIGEE<br />
DISTILLATION-an Example of Process<br />
Intensification”, Chem. Engr., 389(2),<br />
13-14.<br />
3.Liu, H. S., Lin, C. C., Wu, S. C. and Hsu,<br />
H. W., 1996, “Characteristics of Rotating<br />
Packed Bed”, Ind. Eng. Chem. Res., 35,<br />
3590-3596.<br />
4.Lin, C. C., Chen, Y. S. and Liu, H. S.,<br />
2000, “Prediction of Liquid Holdup in<br />
Countercurrent-Flow Rotating Packed<br />
Bed”, Trans IChemE. Part A, 78, 397-403.<br />
5.Lin, C. C., Ho, T. J. and Liu, W. T., 2002,<br />
“Distillation in a Rotating Packed Bed”, J.<br />
Chem. Eng. Jpn., 35, 1298-1304.<br />
6.Lin, C. C. and Liu, W. T., 2003, “Ozone<br />
Oxidation in a Rotating Packed Bed”, J.<br />
Chem. Technol. Biotechnol., 78, 138-141.<br />
7.Lin, C. C., Liu, W. T. and Tan, C. S., 2003,<br />
“Removal of Carbon Dioxide by<br />
Absorption in a Rotating Packed Bed”, Ind.<br />
Eng. Chem. Res., 42, 2381-2386.<br />
8.Chen, Y. S., Liu, H .S, Lin, C. C. and Liu,<br />
W. T., 2004, “Micromixing in a Rotating<br />
Packed Bed”, J. Chem. Eng. Jpn., 37,<br />
1122-1128.<br />
9.Lin, C. C., Wei, T. Y., Liu, W. T. and Shen,<br />
K. P., 2004, “Removal of VOCs from<br />
Gaseous Streams in a High-voidage<br />
Rotating Packed Bed”, J. Chem. Eng. Jpn.,<br />
37, 1471-1477.<br />
10.Chen, Y. S, Lin, C. C. and Liu, H. S.,<br />
2005, “Mass Transfer in a Rotating<br />
Packed Bed with Viscous Newtonian and<br />
Non-Newtonian Fluids”, Ind. Eng. Chem.<br />
Res., 44, 1043-1051.<br />
11.Chen, Y. S, Lin, C. C. and Liu, H. S.,<br />
2005, “Mass Transfer in a Rotating<br />
Packed Bed with Various Radii of the<br />
Bed”, Ind. Eng. Chem. Res., 44,<br />
7868-7875.<br />
12.Lin, C. C. and Liu, W. T., 2006,<br />
“Removal of an Undesired Component<br />
from a Valuable Product Using a Rotating<br />
Packed Bed”, J. Ind. Eng. Chem., 12,<br />
455-459.<br />
13.Lin, C. C., Wei, T. Y., Hsu, S. K. and Liu,<br />
W. T., 2006, “Performance of a<br />
Pilot-scale Cross-flow Rotating Packed<br />
Bed in Removing VOCs from Waste Gas<br />
Streams”, Sep. Purif. Technol., in press.<br />
14.Lin, C. C. and Liu, W. T., 2006, “Mass<br />
Transfer Characteristics of a<br />
47
High-voidage Rotating Packed Bed”, J.<br />
Ind. Eng. Chem., accepted.<br />
15.Lin, C. C. and Jian, G. S., 2006,<br />
“Characteristics of a Rotating Packed<br />
Bed Equipped with Blade Packings”, Sep.<br />
Purif. Technol., accepted.<br />
16.Guo, F., Zheng, C., Guo, K., Feng, Y.<br />
and Gardner, N. C., 1997,<br />
“Hydrodynamics and Mass Transfer in<br />
Cross-flow Rotating Packed Bed”, Chem.<br />
Eng. Sci., 52, 3853-3859.<br />
17. 林 佳 璋 , 劉 文尠 宗 , 何 宗 仁 , 楊 勝鄭 ,2003,<br />
“ 超 重 力 技 術 的 應 用岦 研 究 ”, 化 工 資翊 訊 月尦<br />
刊屔 ,17,22-29。<br />
48
吸 收 劑 :NaOH<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10000ppmv<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :0.2mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 3720 0.321614<br />
0.1 10 1000 2800 0.414015<br />
0.1 10 1400 2290 0.479409<br />
0.1 10 1800 2150 0.499926<br />
0.1 30 600 6350 0.443099<br />
0.1 30 1000 5810 0.529814<br />
0.1 30 1400 5250 0.628705<br />
0.1 30 1800 5090 0.658903<br />
0.1 50 600 7060 0.566139<br />
0.1 50 1000 6700 0.651249<br />
0.1 50 1400 6380 0.730833<br />
0.1 50 1800 6240 0.766915<br />
0.1 70 600 7300 0.716487<br />
0.1 70 1000 7070 0.789372<br />
0.1 70 1400 6810 0.874674<br />
0.1 70 1800 6650 0.928802<br />
0.2 10 600 3830 0.312136<br />
0.2 10 1000 2810 0.412855<br />
0.2 10 1400 2300 0.477992<br />
0.2 10 1800 2180 0.495419<br />
0.2 30 600 6310 0.449265<br />
0.2 30 1000 5820 0.528136<br />
0.2 30 1400 5240 0.630565<br />
0.2 30 1800 5110 0.655077<br />
0.2 50 600 7070 0.563837<br />
0.2 50 1000 6650 0.66343<br />
0.2 50 1400 6240 0.766915<br />
0.2 50 1800 6140 0.793187<br />
0.2 70 600 7230 0.738424<br />
0.2 70 1000 7050 0.795821<br />
0.2 70 1400 6550 0.963298<br />
0.2 70 1800 6380 1.023167<br />
49
0.3 10 600 2920 0.400366<br />
0.3 10 1000 1840 0.550566<br />
0.3 10 1400 1590 0.598061<br />
0.3 10 1800 1540 0.608453<br />
0.3 30 600 5760 0.538247<br />
0.3 30 1000 4830 0.710061<br />
0.3 30 1400 4340 0.814435<br />
0.3 30 1800 4200 0.846428<br />
0.3 50 600 6350 0.738498<br />
0.3 50 1000 5920 0.852523<br />
0.3 50 1400 5600 0.94289<br />
0.3 50 1800 5470 0.981086<br />
0.3 70 600 7070 0.789372<br />
0.3 70 1000 6490 0.984249<br />
0.3 70 1400 6120 1.117889<br />
0.3 70 1800 6060 1.14032<br />
0.4 10 600 1790 0.559527<br />
0.4 10 1000 1150 0.703428<br />
0.4 10 1400 1080 0.723854<br />
0.4 10 1800 980 0.755455<br />
0.4 30 600 4840 0.708043<br />
0.4 30 1000 3850 0.931326<br />
0.4 30 1400 3500 1.024321<br />
0.4 30 1800 3360 1.064151<br />
0.4 50 600 5670 0.922689<br />
0.4 50 1000 5110 1.091795<br />
0.4 50 1400 4690 1.231267<br />
0.4 50 1800 4530 1.287713<br />
0.4 70 600 6350 1.033897<br />
0.4 70 1000 6010 1.159<strong>182</strong><br />
0.4 70 1400 5230 1.475667<br />
0.4 70 1800 5000 1.578056<br />
0.5 10 600 1160 0.700613<br />
0.5 10 1000 780 0.829693<br />
0.5 10 1400 630 0.899155<br />
0.5 10 1800 540 0.94929<br />
50
0.5 30 600 3560 1.007736<br />
0.5 30 1000 3200 1.111756<br />
0.5 30 1400 2850 1.224774<br />
0.5 30 1800 2510 1.348724<br />
0.5 50 600 5150 1.079115<br />
0.5 50 1000 4500 1.298518<br />
0.5 50 1400 4120 1.441987<br />
0.5 50 1800 3800 1.573467<br />
0.5 70 600 5850 1.220613<br />
0.5 70 1000 5270 1.458321<br />
0.5 70 1400 4880 1.633362<br />
0.5 70 1800 4690 1.723774<br />
51
吸 收 劑 :NaOH<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10000ppmv<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :0.5mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 2650 0.431922<br />
0.1 10 1000 1700 0.576305<br />
0.1 10 1400 1350 0.651279<br />
0.1 10 1800 1340 0.653697<br />
0.1 30 600 6070 0.4871<br />
0.1 30 1000 5060 0.664671<br />
0.1 30 1400 4150 0.858113<br />
0.1 30 1800 3950 0.906306<br />
0.1 50 600 6930 0.596362<br />
0.1 50 1000 6180 0.782627<br />
0.1 50 1400 5770 0.894258<br />
0.1 50 1800 5550 0.957475<br />
0.1 70 600 7280 0.722733<br />
0.1 70 1000 6900 0.844784<br />
0.1 70 1400 6450 0.998324<br />
0.1 70 1800 6160 1.103058<br />
0.2 10 600 2300 0.477992<br />
0.2 10 1000 1410 0.637136<br />
0.2 10 1400 1190 0.692308<br />
0.2 10 1800 1130 0.709135<br />
0.2 30 600 5610 0.563993<br />
0.2 30 1000 4610 0.755547<br />
0.2 30 1400 4170 0.853422<br />
0.2 30 1800 4020 0.889167<br />
0.2 50 600 6720 0.646402<br />
0.2 50 1000 6040 0.81989<br />
0.2 50 1400 5660 0.925559<br />
0.2 50 1800 5420 0.996019<br />
0.2 70 600 7180 0.754223<br />
0.2 70 1000 6830 0.867998<br />
0.2 70 1400 6320 1.044679<br />
0.2 70 1800 6020 1.155397<br />
52
0.3 10 600 1980 0.526716<br />
0.3 10 1000 1250 0.67631<br />
0.3 10 1400 1170 0.697821<br />
0.3 10 1800 1160 0.700613<br />
0.3 30 600 5220 0.634296<br />
0.3 30 1000 3870 0.92627<br />
0.3 30 1400 3400 1.052604<br />
0.3 30 1800 3350 1.067059<br />
0.3 50 600 6090 0.806483<br />
0.3 50 1000 5320 1.026302<br />
0.3 50 1400 4820 1.186805<br />
0.3 50 1800 4700 1.227804<br />
0.3 70 600 6920 0.838194<br />
0.3 70 1000 6340 1.037486<br />
0.3 70 1400 5720 1.271776<br />
0.3 70 1800 5420 1.394426<br />
0.4 10 600 1130 0.709135<br />
0.4 10 1000 800 0.821459<br />
0.4 10 1400 720 0.855726<br />
0.4 10 1800 690 0.869568<br />
0.4 30 600 4060 0.879506<br />
0.4 30 1000 3020 1.168244<br />
0.4 30 1400 2780 1.249038<br />
0.4 30 1800 2670 1.28843<br />
0.4 50 600 5170 1.072812<br />
0.4 50 1000 4250 1.391468<br />
0.4 50 1400 3900 1.531226<br />
0.4 50 1800 3740 1.599348<br />
0.4 70 600 5970 1.174385<br />
0.4 70 1000 5250 1.466978<br />
0.4 70 1400 4550 1.792769<br />
0.4 70 1800 4280 1.932041<br />
0.5 10 600 500 0.974321<br />
0.5 10 1000 440 1.015897<br />
0.5 10 1400 310 1.129795<br />
0.5 10 1800 260 1.187<strong>001</strong><br />
53
0.5 30 600 2880 1.214557<br />
0.5 30 1000 2430 1.380329<br />
0.5 30 1400 2050 1.54625<br />
0.5 30 1800 1730 1.711846<br />
0.5 50 600 4130 1.438045<br />
0.5 50 1000 3450 1.7306<br />
0.5 50 1400 3150 1.878536<br />
0.5 50 1800 2830 2.052742<br />
0.5 70 600 5080 1.541918<br />
0.5 70 1000 4460 1.838253<br />
0.5 70 1400 4050 2.057795<br />
0.5 70 1800 3930 2.126271<br />
54
吸 收 劑 :NaOH<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10000ppmv<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :0.7mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 1940 0.533354<br />
0.1 10 1000 1290 0.666065<br />
0.1 10 1400 1040 0.736128<br />
0.1 10 1800 970 0.758791<br />
0.1 30 600 5610 0.563993<br />
0.1 30 1000 4580 0.761917<br />
0.1 30 1400 4010 0.891597<br />
0.1 30 1800 3760 0.954405<br />
0.1 50 600 6430 0.718139<br />
0.1 50 1000 5910 0.855273<br />
0.1 50 1400 5320 1.026302<br />
0.1 50 1800 5160 1.07596<br />
0.1 70 600 6900 0.844784<br />
0.1 70 1000 6390 1.019601<br />
0.1 70 1400 6020 1.155397<br />
0.1 70 1800 5950 1.<strong>182</strong>025<br />
0.2 10 600 2190 0.493931<br />
0.2 10 1000 1350 0.651279<br />
0.2 10 1400 1160 0.700613<br />
0.2 10 1800 1060 0.729933<br />
0.2 30 600 5530 0.578007<br />
0.2 30 1000 4610 0.755547<br />
0.2 30 1400 4040 0.884324<br />
0.2 30 1800 3750 0.957004<br />
0.2 50 600 6520 0.695535<br />
0.2 50 1000 5840 0.874649<br />
0.2 50 1400 5310 1.029362<br />
0.2 50 1800 5160 1.07596<br />
0.2 70 600 6950 0.828346<br />
0.2 70 1000 6320 1.044679<br />
0.2 70 1400 6010 1.159<strong>182</strong><br />
0.2 70 1800 5950 1.<strong>182</strong>025<br />
55
0.3 10 600 1470 0.623583<br />
0.3 10 1000 970 0.758791<br />
0.3 10 1400 920 0.776003<br />
0.3 10 1800 860 0.797937<br />
0.3 30 600 4610 0.755547<br />
0.3 30 1000 3650 0.983376<br />
0.3 30 1400 3240 1.099635<br />
0.3 30 1800 3180 1.117873<br />
0.3 50 600 5820 0.880227<br />
0.3 50 1000 4980 1.133701<br />
0.3 50 1400 4550 1.280549<br />
0.3 50 1800 4460 1.313038<br />
0.3 70 600 6530 0.97026<br />
0.3 70 1000 5770 1.251962<br />
0.3 70 1400 5250 1.466978<br />
0.3 70 1800 5090 1.537441<br />
0.4 10 600 870 0.794177<br />
0.4 10 1000 490 0.980891<br />
0.4 10 1400 480 0.987598<br />
0.4 10 1800 480 0.987598<br />
0.4 30 600 3720 0.964841<br />
0.4 30 1000 2900 1.207805<br />
0.4 30 1400 2490 1.35653<br />
0.4 30 1800 2360 1.408849<br />
0.4 50 600 5080 1.10137<br />
0.4 50 1000 4050 1.469854<br />
0.4 50 1400 3560 1.67956<br />
0.4 50 1800 3500 1.707201<br />
0.4 70 600 5730 1.267799<br />
0.4 70 1000 4830 1.656809<br />
0.4 70 1400 4510 1.812872<br />
0.4 70 1800 4130 2.013262<br />
0.5 10 600 450 1.008588<br />
0.5 10 1000 370 1.072251<br />
0.5 10 1400 290 1.151486<br />
0.5 10 1800 260 1.187<strong>001</strong><br />
56
0.5 30 600 2600 1.314352<br />
0.5 30 1000 2200 1.477348<br />
0.5 30 1400 1920 1.610173<br />
0.5 30 1800 1460 1.877409<br />
0.5 50 600 3770 1.586356<br />
0.5 50 1000 3200 1.852927<br />
0.5 50 1400 2900 2.013008<br />
0.5 50 1800 2580 2.203143<br />
0.5 70 600 4730 1.704439<br />
0.5 70 1000 3970 2.103216<br />
0.5 70 1400 3620 2.313333<br />
0.5 70 1800 3380 2.469508<br />
57
吸 收 劑 :NaOH<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10000ppmv<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :1mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 1940 0.533354<br />
0.1 10 1000 1290 0.666065<br />
0.1 10 1400 1050 0.733016<br />
0.1 10 1800 1040 0.736128<br />
0.1 30 600 5450 0.592225<br />
0.1 30 1000 4710 0.734608<br />
0.1 30 1400 3790 0.946651<br />
0.1 30 1800 3610 0.994128<br />
0.1 50 600 6280 0.756524<br />
0.1 50 1000 5440 0.990029<br />
0.1 50 1400 5180 1.06967<br />
0.1 50 1800 4860 1.173366<br />
0.1 70 600 6900 0.844784<br />
0.1 70 1000 6370 1.026738<br />
0.1 70 1400 5940 1.185854<br />
0.1 70 1800 5730 1.267799<br />
0.2 10 600 1940 0.533354<br />
0.2 10 1000 1290 0.666065<br />
0.2 10 1400 1180 0.695053<br />
0.2 10 1800 960 0.762161<br />
0.2 30 600 5530 0.578007<br />
0.2 30 1000 4410 0.798823<br />
0.2 30 1400 3910 0.916237<br />
0.2 30 1800 3720 0.964841<br />
0.2 50 600 6390 0.728287<br />
0.2 50 1000 5580 0.948708<br />
0.2 50 1400 5160 1.07596<br />
0.2 50 1800 4960 1.140245<br />
0.2 70 600 6790 0.88137<br />
0.2 70 1000 6310 1.048284<br />
0.2 70 1400 5910 1.197382<br />
0.2 70 1800 5730 1.267799<br />
58
0.3 10 600 1670 0.582095<br />
0.3 10 1000 1100 0.717886<br />
0.3 10 1400 880 0.79046<br />
0.3 10 1800 830 0.809485<br />
0.3 30 600 5230 0.632429<br />
0.3 30 1000 3900 0.918736<br />
0.3 30 1400 3870 0.92627<br />
0.3 30 1800 3430 1.044033<br />
0.3 50 600 6080 0.809156<br />
0.3 50 1000 5180 1.06967<br />
0.3 50 1400 4690 1.231267<br />
0.3 50 1800 4580 1.269862<br />
0.3 70 600 6560 0.959825<br />
0.3 70 1000 5900 1.201237<br />
0.3 70 1400 5280 1.454005<br />
0.3 70 1800 4800 1.670994<br />
0.4 10 600 850 0.801741<br />
0.4 10 1000 490 0.980891<br />
0.4 10 1400 470 0.994445<br />
0.4 10 1800 450 1.008588<br />
0.4 30 600 3410 1.049739<br />
0.4 30 1000 2580 1.321886<br />
0.4 30 1400 2380 1.400615<br />
0.4 30 1800 2260 1.451094<br />
0.4 50 600 4790 1.196958<br />
0.4 50 1000 3780 1.582048<br />
0.4 50 1400 3500 1.707201<br />
0.4 50 1800 3400 1.75434<br />
0.4 70 600 5480 1.369362<br />
0.4 70 1000 4700 1.718925<br />
0.4 70 1400 4280 1.932041<br />
0.4 70 1800 4140 2.007757<br />
0.5 10 600 440 1.015897<br />
0.5 10 1000 300 1.14046<br />
0.5 10 1400 220 1.241333<br />
0.5 10 1800 200 1.272332<br />
59
0.5 30 600 2500 1.35262<br />
0.5 30 1000 2090 1.527395<br />
0.5 30 1400 1850 1.64641<br />
0.5 30 1800 1480 1.864134<br />
0.5 50 600 3660 1.63451<br />
0.5 50 1000 2910 2.00741<br />
0.5 50 1400 2680 2.141304<br />
0.5 50 1800 2470 2.273998<br />
0.5 70 600 4540 1.797778<br />
0.5 70 1000 3710 2.257423<br />
0.5 70 1400 3470 2.40968<br />
0.5 70 1800 3170 2.615542<br />
60
吸 收 劑 :NaOH<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :4.45 vol%<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :1 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 1.58 0.336775<br />
0.1 10 1000 1.16 0.437275<br />
0.1 10 1400 0.91 0.51622<br />
0.1 10 1800 0.83 0.546148<br />
0.1 30 600 3.11 0.349578<br />
0.1 30 1000 2.81 0.448552<br />
0.1 30 1400 2.55 0.543285<br />
0.1 30 1800 2.33 0.631319<br />
0.1 50 600 3.58 0.353762<br />
0.1 50 1000 3.36 0.456897<br />
0.1 50 1400 3.16 0.556694<br />
0.1 50 1800 2.96 0.663018<br />
0.1 70 600 3.79 0.36549<br />
0.1 70 1000 3.63 0.463689<br />
0.1 70 1400 3.42 0.59936<br />
0.1 70 1800 3.29 0.687587<br />
0.2 10 600 1.62 0.328644<br />
0.2 10 1000 1.18 0.431715<br />
0.2 10 1400 0.9 0.519814<br />
0.2 10 1800 0.85 0.538404<br />
0.2 30 600 3.08 0.359036<br />
0.2 30 1000 2.71 0.483908<br />
0.2 30 1400 2.39 0.606511<br />
0.2 30 1800 2.21 0.68291<br />
0.2 50 600 3.54 0.372033<br />
0.2 50 1000 3.29 0.491134<br />
0.2 50 1400 2.96 0.663018<br />
0.2 50 1800 2.76 0.776784<br />
0.2 70 600 3.71 0.41406<br />
0.2 70 1000 3.52 0.533746<br />
0.2 70 1400 3.25 0.715436<br />
0.2 70 1800 3.14 0.793827<br />
61
0.3 10 600 1.21 0.42355<br />
0.3 10 1000 0.82 0.55009<br />
0.3 10 1400 0.67 0.615796<br />
0.3 10 1800 0.65 0.625653<br />
0.3 30 600 2.66 0.502078<br />
0.3 30 1000 2.08 0.742062<br />
0.3 30 1400 1.81 0.877725<br />
0.3 30 1800 1.67 0.956273<br />
0.3 50 600 3.23 0.521064<br />
0.3 50 1000 2.8 0.753385<br />
0.3 50 1400 2.49 0.944196<br />
0.3 50 1800 2.38 1.01767<br />
0.3 70 600 3.51 0.540223<br />
0.3 70 1000 3.17 0.772178<br />
0.3 70 1400 2.91 0.967011<br />
0.3 70 1800 2.81 1.046622<br />
0.4 10 600 0.49 0.717554<br />
0.4 10 1000 0.27 0.911389<br />
0.4 10 1400 0.23 0.963538<br />
0.4 10 1800 0.21 0.993126<br />
0.4 30 600 1.85 0.856398<br />
0.4 30 1000 1.49 1.06755<br />
0.4 30 1400 1.2 1.278747<br />
0.4 30 1800 1.15 1.320273<br />
0.4 50 600 2.41 0.9973<br />
0.4 50 1000 1.88 1.40117<br />
0.4 50 1400 1.61 1.65329<br />
0.4 50 1800 1.49 1.77925<br />
0.4 70 600 2.78 1.071059<br />
0.4 70 1000 2.26 1.542522<br />
0.4 70 1400 2.09 1.720558<br />
0.4 70 1800 1.97 1.855178<br />
0.5 10 600 0.37 0.808913<br />
0.5 10 1000 0.25 0.93642<br />
0.5 10 1400 0.19 1.025677<br />
0.5 10 1800 0.16 1.081568<br />
62
0.5 30 600 1.45 1.094102<br />
0.5 30 1000 1.21 1.27065<br />
0.5 30 1400 0.99 1.466446<br />
0.5 30 1800 0.81 1.662242<br />
0.5 50 600 2.03 1.276338<br />
0.5 50 1000 1.72 1.545815<br />
0.5 50 1400 1.5 1.768373<br />
0.5 50 1800 1.37 1.915793<br />
0.5 70 600 2.45 1.358744<br />
0.5 70 1000 2.18 1.624573<br />
0.5 70 1400 1.97 1.855178<br />
0.5 70 1800 1.85 1.998261<br />
63
吸 收 劑 :NaOH<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :7.72 vol%<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :1 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 3.18 0.288463<br />
0.1 10 1000 2.31 0.392419<br />
0.1 10 1400 1.96 0.445857<br />
0.1 10 1800 1.64 0.503829<br />
0.1 30 600 6.27 0.202985<br />
0.1 30 1000 5.79 0.280694<br />
0.1 30 1400 5.25 0.37622<br />
0.1 30 1800 5.1 0.404503<br />
0.1 50 600 6.83 0.19919<br />
0.1 50 1000 6.58 0.259831<br />
0.1 50 1400 6.38 0.310025<br />
0.1 50 1800 6.17 0.364452<br />
0.1 70 600 7.12 0.184196<br />
0.1 70 1000 6.92 0.249063<br />
0.1 70 1400 6.85 0.27221<br />
0.1 70 1800 6.75 0.305691<br />
0.2 10 600 3.19 0.287442<br />
0.2 10 1000 2.26 0.399536<br />
0.2 10 1400 1.84 0.466405<br />
0.2 10 1800 1.59 0.513899<br />
0.2 30 600 6.13 0.225018<br />
0.2 30 1000 5.52 0.327288<br />
0.2 30 1400 4.89 0.44553<br />
0.2 30 1800 4.71 0.482124<br />
0.2 50 600 6.79 0.208742<br />
0.2 50 1000 6.51 0.277223<br />
0.2 50 1400 6.2 0.356565<br />
0.2 50 1800 5.84 0.45384<br />
0.2 70 600 7.08 0.197023<br />
0.2 70 1000 6.85 0.27221<br />
0.2 70 1400 6.67 0.332834<br />
0.2 70 1800 6.35 0.444766<br />
64
0.3 10 600 2.72 0.339281<br />
0.3 10 1000 1.65 0.501852<br />
0.3 10 1400 1.15 0.619267<br />
0.3 10 1800 1.29 0.581904<br />
0.3 30 600 5.61 0.311508<br />
0.3 30 1000 4.65 0.494633<br />
0.3 30 1400 3.9 0.666251<br />
0.3 30 1800 3.47 0.780235<br />
0.3 50 600 6.4 0.304936<br />
0.3 50 1000 5.74 0.481927<br />
0.3 50 1400 5.21 0.639471<br />
0.3 50 1800 4.96 0.719437<br />
0.3 70 600 6.81 0.285543<br />
0.3 70 1000 6.36 0.441184<br />
0.3 70 1400 6.1 0.53621<br />
0.3 70 1800 5.83 0.639278<br />
0.4 10 600 0.86 0.713776<br />
0.4 10 1000 0.58 0.841888<br />
0.4 10 1400 0.62 0.820197<br />
0.4 10 1800 0.54 0.865129<br />
0.4 30 600 3.74 0.707124<br />
0.4 30 1000 2.96 0.935339<br />
0.4 30 1400 2.48 1.107972<br />
0.4 30 1800 2.29 1.185742<br />
0.4 50 600 5.31 0.608554<br />
0.4 50 1000 4.51 0.8741<br />
0.4 50 1400 4.03 1.057096<br />
0.4 50 1800 3.73 1.<strong>182</strong>894<br />
0.4 70 600 5.58 0.73906<br />
0.4 70 1000 4.72 1.120126<br />
0.4 70 1400 4.3 1.332296<br />
0.4 70 1800 4.06 1.463049<br />
0.5 10 600 0.54 0.865129<br />
0.5 10 1000 0.48 0.903436<br />
0.5 10 1400 0.4 0.962733<br />
0.5 10 1800 0.34 1.015591<br />
65
0.5 30 600 3.03 0.912533<br />
0.5 30 1000 2.33 1.168846<br />
0.5 30 1400 1.94 1.347577<br />
0.5 30 1800 1.5 1.598552<br />
0.5 50 600 4.07 1.041035<br />
0.5 50 1000 3.42 1.323994<br />
0.5 50 1400 3.08 1.494273<br />
0.5 50 1800 2.77 1.666782<br />
0.5 70 600 5.26 0.873514<br />
0.5 70 1000 4.47 1.244023<br />
0.5 70 1400 4.06 1.463049<br />
0.5 70 1800 3.72 1.662164<br />
66
吸 收 劑 :NaOH<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10.42 vol%<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :1 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 5.42 0.212585<br />
0.1 10 1000 4.01 0.31058<br />
0.1 10 1400 3.25 0.378924<br />
0.1 10 1800 2.84 0.422782<br />
0.1 30 600 8.62 0.185035<br />
0.1 30 1000 8.15 0.239741<br />
0.1 30 1400 7.73 0.291364<br />
0.1 30 1800 7.43 0.329986<br />
0.1 50 600 9.5 0.150316<br />
0.1 50 1000 9.01 0.236434<br />
0.1 50 1400 8.89 0.258238<br />
0.1 50 1800 8.63 0.306507<br />
0.1 70 600 9.84 0.130387<br />
0.1 70 1000 9.65 0.174777<br />
0.1 70 1400 9.58 0.191351<br />
0.1 70 1800 9.4 0.234535<br />
0.2 10 600 4.88 0.246718<br />
0.2 10 1000 3.24 0.379926<br />
0.2 10 1400 2.48 0.466866<br />
0.2 10 1800 2.35 0.484378<br />
0.2 30 600 8.53 0.195276<br />
0.2 30 1000 7.64 0.302791<br />
0.2 30 1400 7.01 0.386761<br />
0.2 30 1800 6.81 0.415003<br />
0.2 50 600 9.29 0.186667<br />
0.2 50 1000 8.89 0.258238<br />
0.2 50 1400 8.49 0.333104<br />
0.2 50 1800 8.25 0.379736<br />
0.2 70 600 9.71 0.160665<br />
0.2 70 1000 9.48 0.215241<br />
0.2 70 1400 9.23 0.276085<br />
0.2 70 1800 9 0.333535<br />
67
0.3 10 600 4.03 0.308962<br />
0.3 10 1000 2.81 0.426236<br />
0.3 10 1400 2.24 0.49997<br />
0.3 10 1800 2.15 0.513307<br />
0.3 30 600 8.1 0.245745<br />
0.3 30 1000 7.36 0.339222<br />
0.3 30 1400 6.69 0.432349<br />
0.3 30 1800 6.35 0.483241<br />
0.3 50 600 9.09 0.222059<br />
0.3 50 1000 8.57 0.317852<br />
0.3 50 1400 8.07 0.415609<br />
0.3 50 1800 7.85 0.460556<br />
0.3 70 600 9.57 0.193729<br />
0.3 70 1000 9.23 0.276085<br />
0.3 70 1400 8.81 0.382113<br />
0.3 70 1800 8.57 0.444993<br />
0.4 10 600 2.21 0.504355<br />
0.4 10 1000 1.18 0.708434<br />
0.4 10 1400 0.83 0.822866<br />
0.4 10 1800 0.71 0.873655<br />
0.4 30 600 6.4 0.475589<br />
0.4 30 1000 5.09 0.699046<br />
0.4 30 1400 4.52 0.814927<br />
0.4 30 1800 4.29 0.865883<br />
0.4 50 600 7.97 0.435886<br />
0.4 50 1000 7.01 0.644601<br />
0.4 50 1400 6.37 0.800289<br />
0.4 50 1800 6.13 0.862742<br />
0.4 70 600 8.83 0.37695<br />
0.4 70 1000 8.06 0.584675<br />
0.4 70 1400 7.72 0.682797<br />
0.4 70 1800 7.38 0.785339<br />
0.5 10 600 0.86 0.811318<br />
0.5 10 1000 0.64 0.907414<br />
0.5 10 1400 0.57 0.945086<br />
0.5 10 1800 0.52 0.974946<br />
68
0.5 30 600 4.3 0.863612<br />
0.5 30 1000 3.19 1.154952<br />
0.5 30 1400 2.72 1.31047<br />
0.5 30 1800 2.32 1.465671<br />
0.5 50 600 6.6 0.742608<br />
0.5 50 1000 5.61 1.006893<br />
0.5 50 1400 4.91 1.223625<br />
0.5 50 1800 4.61 1.326149<br />
0.5 70 600 7.68 0.694624<br />
0.5 70 1000 6.73 0.995244<br />
0.5 70 1400 6.38 1.116833<br />
0.5 70 1800 6.09 1.222743<br />
69
吸 收 劑 :MEA<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10000ppmv<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :0.2 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 4350 0.27073<br />
0.1 10 1000 3410 0.349913<br />
0.1 10 1400 2920 0.400366<br />
0.1 10 1800 2780 0.416346<br />
0.1 30 600 6660 0.396592<br />
0.1 30 1000 6110 0.480691<br />
0.1 30 1400 5770 0.536555<br />
0.1 30 1800 5630 0.560521<br />
0.1 50 600 7220 0.529696<br />
0.1 50 1000 6810 0.624767<br />
0.1 50 1400 6550 0.68807<br />
0.1 50 1800 6470 0.708054<br />
0.1 70 600 7530 0.645864<br />
0.1 70 1000 7300 0.716487<br />
0.1 70 1400 6980 0.818539<br />
0.1 70 1800 6940 0.831624<br />
0.2 10 600 4350 0.27073<br />
0.2 10 1000 3330 0.357634<br />
0.2 10 1400 2870 0.405984<br />
0.2 10 1800 2810 0.412855<br />
0.2 30 600 6550 0.412842<br />
0.2 30 1000 5930 0.509867<br />
0.2 30 1400 5490 0.58509<br />
0.2 30 1800 5400 0.601218<br />
0.2 50 600 7260 0.520712<br />
0.2 50 1000 6870 0.610503<br />
0.2 50 1400 6450 0.713089<br />
0.2 50 1800 6230 0.769523<br />
0.2 70 600 7490 0.65799<br />
0.2 70 1000 7230 0.738424<br />
0.2 70 1400 6920 0.838194<br />
0.2 70 1800 6860 0.85802<br />
70
0.3 10 600 4040 0.294775<br />
0.3 10 1000 3020 0.389415<br />
0.3 10 1400 2730 0.422249<br />
0.3 10 1800 2680 0.428261<br />
0.3 30 600 6340 0.444637<br />
0.3 30 1000 5460 0.590437<br />
0.3 30 1400 5090 0.658903<br />
0.3 30 1800 4840 0.708043<br />
0.3 50 600 6870 0.610503<br />
0.3 50 1000 6320 0.746199<br />
0.3 50 1400 5880 0.863548<br />
0.3 50 1800 5790 0.888631<br />
0.3 70 600 7250 0.732135<br />
0.3 70 1000 6880 0.851392<br />
0.3 70 1400 6570 0.956357<br />
0.3 70 1800 6480 0.987759<br />
0.4 10 600 2320 0.475176<br />
0.4 10 1000 1520 0.612704<br />
0.4 10 1400 1580 0.6<strong>001</strong>13<br />
0.4 10 1800 1550 0.606348<br />
0.4 30 600 5230 0.632429<br />
0.4 30 1000 4240 0.837179<br />
0.4 30 1400 4010 0.891597<br />
0.4 30 1800 3890 0.921241<br />
0.4 50 600 6130 0.795837<br />
0.4 50 1000 5520 0.966289<br />
0.4 50 1400 5140 1.082276<br />
0.4 50 1800 5010 1.123934<br />
0.4 70 600 6710 0.908353<br />
0.4 70 1000 6050 1.14408<br />
0.4 70 1400 5410 1.39863<br />
0.4 70 1800 5280 1.454005<br />
0.5 10 600 1330 0.656134<br />
0.5 10 1000 1100 0.717886<br />
0.5 10 1400 920 0.776003<br />
0.5 10 1800 760 0.838141<br />
71
0.5 30 600 4200 0.846428<br />
0.5 30 1000 3520 1.018761<br />
0.5 30 1400 3110 1.139591<br />
0.5 30 1800 2800 1.242044<br />
0.5 50 600 5480 0.978115<br />
0.5 50 1000 4660 1.241703<br />
0.5 50 1400 4350 1.353648<br />
0.5 50 1800 4140 1.434112<br />
0.5 70 600 6110 1.121612<br />
0.5 70 1000 5520 1.352804<br />
0.5 70 1400 5220 1.480025<br />
0.5 70 1800 5100 1.532972<br />
72
吸 收 劑 :MEA<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10000ppmv<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :1 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 1690 0.578223<br />
0.1 10 1000 1020 0.742444<br />
0.1 10 1400 870 0.794177<br />
0.1 10 1800 850 0.801741<br />
0.1 30 600 4670 0.74293<br />
0.1 30 1000 3740 0.959609<br />
0.1 30 1400 3300 1.081732<br />
0.1 30 1800 3120 1.136459<br />
0.1 50 600 5990 0.833408<br />
0.1 50 1000 5320 1.026302<br />
0.1 50 1400 4660 1.241703<br />
0.1 50 1800 4550 1.280549<br />
0.1 70 600 6700 0.911749<br />
0.1 70 1000 6000 1.162973<br />
0.1 70 1400 5580 1.328191<br />
0.1 70 1800 5450 1.381859<br />
0.2 10 600 1770 0.563181<br />
0.2 10 1000 1030 0.739271<br />
0.2 10 1400 860 0.797937<br />
0.2 10 1800 840 0.80559<br />
0.2 30 600 4750 0.726357<br />
0.2 30 1000 3880 0.923752<br />
0.2 30 1400 3410 1.049739<br />
0.2 30 1800 3200 1.111756<br />
0.2 50 600 6010 0.827987<br />
0.2 50 1000 5250 1.047841<br />
0.2 50 1400 4740 1.214022<br />
0.2 50 1800 4670 1.238217<br />
0.2 70 600 6670 0.921966<br />
0.2 70 1000 6010 1.159<strong>182</strong><br />
0.2 70 1400 5600 1.320046<br />
0.2 70 1800 5260 1.462645<br />
73
0.3 10 600 1470 0.623583<br />
0.3 10 1000 930 0.772487<br />
0.3 10 1400 830 0.809485<br />
0.3 10 1800 800 0.821459<br />
0.3 30 600 4250 0.834881<br />
0.3 30 1000 3120 1.136459<br />
0.3 30 1400 2900 1.207805<br />
0.3 30 1800 2780 1.249038<br />
0.3 50 600 5610 0.939989<br />
0.3 50 1000 4180 1.418475<br />
0.3 50 1400 3890 1.535401<br />
0.3 50 1800 3800 1.573467<br />
0.3 70 600 6030 1.151618<br />
0.3 70 1000 5270 1.458321<br />
0.3 70 1400 4670 1.733503<br />
0.3 70 1800 4580 1.777807<br />
0.4 10 600 590 0.920489<br />
0.4 10 1000 410 1.038864<br />
0.4 10 1400 370 1.072251<br />
0.4 10 1800 360 1.081162<br />
0.4 30 600 2800 1.242044<br />
0.4 30 1000 2130 1.508898<br />
0.4 30 1400 2050 1.54625<br />
0.4 30 1800 1980 1.580149<br />
0.4 50 600 4090 1.453871<br />
0.4 50 1000 3400 1.75434<br />
0.4 50 1400 3220 1.842795<br />
0.4 50 1800 3150 1.878536<br />
0.4 70 600 4990 1.582614<br />
0.4 70 1000 4080 2.040993<br />
0.4 70 1400 3700 2.263568<br />
0.4 70 1800 3370 2.476253<br />
0.5 10 600 330 1.109461<br />
0.5 10 1000 270 1.174727<br />
0.5 10 1400 220 1.241333<br />
0.5 10 1800 200 1.272332<br />
74
0.5 30 600 1880 1.630715<br />
0.5 30 1000 1780 1.684046<br />
0.5 30 1400 1490 1.857563<br />
0.5 30 1800 1190 2.076925<br />
0.5 50 600 2930 1.996272<br />
0.5 50 1000 2690 2.135247<br />
0.5 50 1400 2470 2.273998<br />
0.5 50 1800 2130 2.514829<br />
0.5 70 600 3950 2.114714<br />
0.5 70 1000 3220 2.579913<br />
0.5 70 1400 3070 2.688518<br />
0.5 70 1800 2890 2.826075<br />
75
吸 收 劑 :MEA<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10.53 vol%<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :1 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 4.81 0.254833<br />
0.1 10 1000 3.62 0.347272<br />
0.1 10 1400 2.86 0.423915<br />
0.1 10 1800 2.59 0.456167<br />
0.1 30 600 8.44 0.215872<br />
0.1 30 1800 7.03 0.394227<br />
0.1 50 600 9.31 0.200247<br />
0.1 50 1800 8.66 0.317941<br />
0.1 70 600 9.76 0.17288<br />
0.1 70 1000 9.56 0.22<strong>001</strong>7<br />
0.1 70 1400 9.31 0.280345<br />
0.1 70 1800 9.25 0.295065<br />
0.2 10 600 4.12 0.305194<br />
0.2 10 1800 2.07 0.529055<br />
0.2 70 600 9.52 0.229563<br />
0.2 70 1800 8.82 0.403438<br />
0.3 10 600 2.95 0.413838<br />
0.3 10 1800 1.55 0.623144<br />
0.3 70 600 9.1 0.332287<br />
0.3 70 1800 7.93 0.645603<br />
0.4 10 600 1 0.76568<br />
0.4 10 1800 0.46 1.0<strong>182</strong>36<br />
0.4 70 600 7.62 0.736388<br />
0.4 70 1800 6.17 1.216939<br />
0.5 10 600 0.68 0.891112<br />
0.5 10 1000 0.5 0.991117<br />
0.5 10 1400 0.43 1.04017<br />
0.5 10 1800 0.41 1.05566<br />
0.5 30 600 3.98 0.949312<br />
0.5 30 1800 2.2 1.527736<br />
0.5 50 600 6.31 0.832755<br />
0.5 50 1800 4.14 1.518093<br />
76
0.5 70 600 7.3 0.834061<br />
0.5 70 1000 6.52 1.091323<br />
0.5 70 1400 5.97 1.291959<br />
0.5 70 1800 5.65 1.417383<br />
77
吸 收 劑 :AMP<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10000 ppmv<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :0.2 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 6280 0.151305<br />
0.1 10 1000 5830 0.175487<br />
0.1 10 1400 5310 0.205872<br />
0.1 10 1800 5250 0.209568<br />
0.1 30 600 7430 0.289843<br />
0.1 30 1000 7290 0.308404<br />
0.1 30 1400 7110 0.332798<br />
0.1 30 1800 7010 0.346618<br />
0.1 50 600 7720 0.420808<br />
0.1 50 1000 7660 0.433496<br />
0.1 50 1400 7510 0.465656<br />
0.1 50 1800 7390 0.49185<br />
0.1 70 600 7830 0.556921<br />
0.1 70 1000 7780 0.571506<br />
0.1 70 1400 7720 0.589131<br />
0.1 70 1800 7680 0.600958<br />
0.2 10 600 6140 0.158637<br />
0.2 10 1000 5490 0.19503<br />
0.2 10 1400 5140 0.216455<br />
0.2 10 1800 4970 0.227394<br />
0.2 30 600 7440 0.288531<br />
0.2 30 1000 7250 0.313772<br />
0.2 30 1400 7090 0.335546<br />
0.2 30 1800 6950 0.355005<br />
0.2 50 600 7750 0.414501<br />
0.2 50 1000 7540 0.459173<br />
0.2 50 1400 7460 0.476519<br />
0.2 50 1800 7350 0.500676<br />
0.2 70 600 7850 0.551113<br />
0.2 70 1000 7730 0.586184<br />
0.2 70 1400 7660 0.606895<br />
0.2 70 1800 7600 0.624798<br />
78
0.3 10 600 5660 0.185112<br />
0.3 10 1000 4650 0.249039<br />
0.3 10 1400 4410 0.266274<br />
0.3 10 1800 4250 0.278294<br />
0.3 30 600 7250 0.313772<br />
0.3 30 1000 6900 0.36205<br />
0.3 30 1400 6630 0.400997<br />
0.3 30 1800 6560 0.411353<br />
0.3 50 600 7670 0.431375<br />
0.3 50 1000 7350 0.500676<br />
0.3 50 1400 7280 0.516238<br />
0.3 50 1800 7230 0.527445<br />
0.3 70 600 7750 0.580301<br />
0.3 70 1000 7580 0.630797<br />
0.3 70 1400 7470 0.664077<br />
0.3 70 1800 7390 0.688591<br />
0.4 10 600 3930 0.303753<br />
0.4 10 1000 3250 0.365543<br />
0.4 10 1400 2990 0.392662<br />
0.4 10 1800 2880 0.404852<br />
0.4 30 600 6440 0.429367<br />
0.4 30 1000 5970 0.503308<br />
0.4 30 1400 5740 0.541641<br />
0.4 30 1800 5660 0.555336<br />
0.4 50 600 7120 0.552377<br />
0.4 50 1000 6690 0.653678<br />
0.4 50 1400 6550 0.68807<br />
0.4 50 1800 6470 0.708054<br />
0.4 70 600 7340 0.704047<br />
0.4 70 1000 7150 0.763755<br />
0.4 70 1400 6980 0.818539<br />
0.4 70 1800 6920 0.838194<br />
0.5 10 600 3530 0.338664<br />
0.5 10 1000 3190 0.371603<br />
0.5 10 1400 2810 0.412855<br />
0.5 10 1800 2690 0.427049<br />
79
0.5 30 600 6180 0.469576<br />
0.5 30 1000 5830 0.526461<br />
0.5 30 1400 5590 0.567478<br />
0.5 30 1800 5430 0.595813<br />
0.5 50 600 7020 0.575379<br />
0.5 50 1000 6590 0.678169<br />
0.5 50 1400 6430 0.718139<br />
0.5 50 1800 6380 0.730833<br />
0.5 70 600 7220 0.741575<br />
0.5 70 1000 7030 0.802289<br />
0.5 70 1400 6840 0.864667<br />
0.5 70 1800 6790 0.88137<br />
80
吸 收 劑 :AMP<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :12500 ppmv<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :1 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 5650 0.258261<br />
0.1 10 1000 4680 0.319522<br />
0.1 10 1400 4210 0.353944<br />
0.1 10 1800 4170 0.357048<br />
0.1 30 600 8210 0.410164<br />
0.1 30 1000 7830 0.456404<br />
0.1 30 1400 7550 0.491934<br />
0.1 30 1800 7480 0.501022<br />
0.1 50 600 8940 0.545085<br />
0.1 50 1000 8720 0.585603<br />
0.1 50 1400 8360 0.654164<br />
0.1 50 1800 8260 0.673733<br />
0.1 70 600 9320 0.668348<br />
0.1 70 1000 9140 0.712748<br />
0.1 70 1400 8930 0.765667<br />
0.1 70 1800 8650 0.838194<br />
0.2 10 600 5400 0.27298<br />
0.2 10 1000 4270 0.349341<br />
0.2 10 1400 3890 0.379655<br />
0.2 10 1800 3860 0.382173<br />
0.2 30 600 8240 0.406605<br />
0.2 30 1000 7600 0.485494<br />
0.2 30 1400 7300 0.524789<br />
0.2 30 1800 7160 0.543683<br />
0.2 50 600 8980 0.537825<br />
0.2 50 1000 8600 0.608137<br />
0.2 50 1400 8250 0.675703<br />
0.2 50 1800 8090 0.707551<br />
0.2 70 600 9280 0.67814<br />
0.2 70 1000 9040 0.737794<br />
0.2 70 1400 8780 0.804233<br />
0.2 70 1800 8450 0.891452<br />
81
0.3 10 600 4580 0.326547<br />
0.3 10 1000 3460 0.417753<br />
0.3 10 1400 3020 0.461989<br />
0.3 10 1800 2900 0.475176<br />
0.3 30 600 7680 0.475277<br />
0.3 30 1000 6990 0.567129<br />
0.3 30 1400 6610 0.621668<br />
0.3 30 1800 6470 0.642555<br />
0.3 50 600 8650 0.59871<br />
0.3 50 1000 8080 0.709563<br />
0.3 50 1400 7820 0.762751<br />
0.3 50 1800 7680 0.792128<br />
0.3 70 600 9100 0.722733<br />
0.3 70 1000 8860 0.783583<br />
0.3 70 1400 8440 0.894147<br />
0.3 70 1800 8020 1.010357<br />
0.4 10 600 2700 0.498417<br />
0.4 10 1000 2210 0.563549<br />
0.4 10 1400 2050 0.587991<br />
0.4 10 1800 1980 0.599291<br />
0.4 30 600 6520 0.635044<br />
0.4 30 1000 5520 0.797496<br />
0.4 30 1400 4890 0.915738<br />
0.4 30 1800 4650 0.964841<br />
0.4 50 600 7390 0.854722<br />
0.4 50 1000 6590 1.041041<br />
0.4 50 1400 6340 1.103933<br />
0.4 50 1800 6200 1.140245<br />
0.4 70 600 8090 0.990572<br />
0.4 70 1000 7510 1.15994<br />
0.4 70 1400 7260 1.237017<br />
0.4 70 1800 7100 1.287752<br />
0.5 10 600 2280 0.553407<br />
0.5 10 1000 1890 0.614421<br />
0.5 10 1400 1590 0.670635<br />
0.5 10 1800 1530 0.683146<br />
82
0.5 30 600 5590 0.785201<br />
0.5 30 1000 5160 0.863299<br />
0.5 30 1400 4680 0.958566<br />
0.5 30 1800 4430 1.012131<br />
0.5 50 600 7150 0.908411<br />
0.5 50 1000 6580 1.043511<br />
0.5 50 1400 6220 1.135007<br />
0.5 50 1800 6080 1.172028<br />
0.5 70 600 7770 1.082454<br />
0.5 70 1000 7470 1.172098<br />
0.5 70 1400 7090 1.290961<br />
0.5 70 1800 6910 1.349507<br />
83
吸 收 劑 :AMP<br />
氣 體 進 口 初 濃 度 :10.53 vol%<br />
液 體 進 口 初 濃 度 :1 mole/L<br />
Q L (L/min) Q G (L/min) 轉 速 (rpm) Y o K G a(1/s)<br />
0.1 10 600 7.14 0.126359<br />
0.1 10 1000 6.62 0.150953<br />
0.1 10 1400 6.12 0.176495<br />
0.1 10 1800 5.85 0.19117<br />
0.1 30 600 9.1 0.142409<br />
0.1 30 1800 8.64 0.19302<br />
0.1 50 600 9.71 0.131838<br />
0.1 50 1800 9.39 0.186333<br />
0.1 70 600 9.91 0.138156<br />
0.1 70 1000 9.81 0.161246<br />
0.1 70 1400 9.72 0.<strong>182</strong>23<br />
0.1 70 1800 9.68 0.191618<br />
0.2 10 600 7.07 0.129564<br />
0.2 10 1800 5.03 0.240287<br />
0.2 70 600 9.82 0.158927<br />
0.2 70 1800 9.56 0.22<strong>001</strong>7<br />
0.3 10 600 6.28 0.168101<br />
0.3 10 1800 4.2 0.298939<br />
0.3 70 600 9.68 0.191618<br />
0.3 70 1800 8.89 0.38544<br />
0.4 10 600 3.36 0.371513<br />
0.4 10 1800 2.12 0.521293<br />
0.4 70 600 8.83 0.400858<br />
0.4 70 1800 8.26 0.55278<br />
0.5 10 600 2.38 0.483668<br />
0.5 10 1000 1.96 0.546814<br />
0.5 10 1400 1.78 0.578145<br />
0.5 10 1800 1.67 0.598892<br />
0.5 30 600 6.79 0.428119<br />
0.5 30 1800 5.42 0.648<br />
0.5 50 600 8.12 0.422642<br />
0.5 50 1800 7.13 0.634076<br />
84
0.5 70 600 8.71 0.43201<br />
0.5 70 1000 8.42 0.509102<br />
0.5 70 1400 8.17 0.577722<br />
0.5 70 1800 8.11 0.594504<br />
85