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非水溶性挥发性有机物的“超重力”吸收 水溶性VOCs可以成功地被水基吸收剂吸收，但由于非水溶性VOCs的低溶解性，传统的水基吸收过程对其并不适用。另一方面，虽然非水溶性VOCs在油基吸收剂中有更好的溶解性，高粘度导致的不良的传质过程和不佳的流体动力学表现，妨碍了油基吸收剂进一步应用的潜力，例如植物油、日光油、聚二醇油以及硅油。不良的传质过程使得吸收柱的体积不可避免地扩大，致使投资和运行成本上升。为了克服这一困难，有人提出利用离心力来强化传质效率这一概念，这样的设施通常命名为旋转填料床或“超重力设施”。旋转填料床使用离心力代替重力来强化传质效率，并在分离、吸收、吸附和蒸馏中得以应用。 Chen等人在2008年研究了水基吸收中，旋转填料床中的水对异丙醇、丙酮和乙酸乙酯的吸收，并发现，其传质系数KGa随着气体流率、液体流率和旋转速度的增加而增大，其幂数分别为0.389，0.534和0.490；但会随着亨利常数的增加而缩小，其幂数为-0.185。因此，有充分的理由相信旋转填料床可以大幅强化传质效率，并同样适用于油基吸收剂对于非水溶性VOCs的吸收。 本研究评估了一种交叉流旋转填料床用于吸收二甲苯、甲苯的可行性。其中，甲苯和二甲苯是常见的工业疏水性VOCs，具有较低的水溶性；吸收剂为硅油，一种典型的油基吸收剂。 本研究发现，对于甲苯和二甲苯，其吸收率随着转速的增大而增大，在气液接触1秒的情况下，最高吸收率可达98%，此时旋转填料床转速为1700rpm。高吸收率可以解释为强大的离心力使得液膜更薄，液滴更小，从而强化传质效率。另外，当液体流率增大时，吸收率也显著增加。这主要是因为在高液体流率下，填料中的液体分布更合理，尤其是轴向分布，从而强化了传质效率。当转速大于1300rpm时，对于不同入流浓度的气体，其吸收率相差不大，基本保持恒定。研究还发现，传质系数KGa随着气体流率、液体流率和旋转速度的增加而增大，但气体流率对传质系数的影响要小于液体流率。这可能是由于吸收剂的高粘度严重增大了液相的传质阻力。 编译：范海波 取材自：《Industrial & EngineeringChemistry Research》2012 No 51 原文标题：Absorption of HydrophobicVolatile Organic Compounds by a Rotating Packed Bed 原文作者：Chia-Ying Chiang等 |
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