以氨水吸收二氧化碳探讨吸收与结晶现象之研究 - 龙华科技大学.PDF

以氨水吸收二氧化碳探討吸收與結晶現象之研究 以氨水吸收二氧化碳探討吸收與結晶現象之研究 1 林良專 2 陳寶祺 1 2 龍華科技大學 龍華科技大學 化工與材料工程系 工程技術研究所 摘要 本文是以化學吸收法之氨水製程，以連續式攪拌槽在恆定 pH值下吸收二氧化碳， 製程中之吸收、質傳與結晶為本實驗主要之關鍵。採用恆定酸鹼值，其有自動調節的功 能，當溶液吸收二氧化碳後 pH值會下降，利用 pH自動控制系統將氨水輸入槽內以保 持恆定 pH值，使物系達自我調節的效果，以探討不同操作變數，如溶液之 pH值、氣 體流率、氣體濃度、攪拌速率，對吸收速率、質傳係數及結晶動力學之影響。實驗結果 顯示移除率取決於操作條件，移除率範圍為 30％～100％之間。經由實驗結果顯示在穩 態條件下可由質傳模式計算出吸收速率。吸收劑之 pH值與氣體流率對於質傳係數影響 鉅大，至於氣體濃度之影響就顯的很微小，而高質傳系數表示有高吸收速率。實驗結果 也發現，氨水的進料量對於二氧化碳的吸收可作為一個指標性的參數。此外，由動差法 可決定動力學數據及方程式。 關鍵詞： 氨水、二氧化碳、吸收、結晶、質傳 CO氣體會阻擋紅外線由地球表面反射回 2 1.前言 太空，導致紅外線的能量會轉變成熱能累 科技日新月異的現代，使得石化能源 積在地球表面，而造成地球平均溫度逐年 消耗量逐年攀高，在大量使用石化燃料的 上升。研究指出全球二氧化碳排放總量有 情況下所產生的二氧化碳氣體，導致的環 三分之ㄧ來至於火力發電廠，而有百分之 境破壞已經慢慢的反應在全球異常的氣 四十來至於工廠的燃燒製程，剩餘則是來 象變遷上，所影響的不只人類還有全球生 至於交通運輸工具所排放廢氣等零星污 態環境與各類生物。全球二氧化碳排放總 染。 量與日劇增，是造成全球溫度上昇的主 1997 年制定的「京都議定書」以及 因，形成所謂的「溫室效應」 ，造成南北 2007 年在峇里島舉行的全球氣候變遷會 極冰層溶化而使海平面上升以及氣候變 議，目的在於促使各國更積極面對解決二 遷異常等等。所謂的「溫室氣體」包括二 氧化碳排放問題。雖然京都議定書將於 氧化碳（ CO2 ）、氟氯碳化物(CFCs) 、甲烷 2012 年失效，但是全世界各國依然重視越 (CH ) 、氧化亞氮(N O) 、六氟化硫(SF ) 、 來越嚴重的二氧化碳排放問題，其中包括 4 2 6 氫氟碳化物 (HFCs) 等等，其中又以CO 及 美國、澳洲等國也抵擋不了各方的譴責與 2 甲烷為造成「溫室效應」的主要氣體。而 壓