第1期杨兰和等：废碱液同时吸收CO2和H2S方法与传质模型的研究65
出，气体吸收前后CO2及H2S的含量用3420-C型气相色谱仪测定，总硫量用ICP-OES测定.实验中未观察到有碳酸钠及碳酸氢钠析出.所测数据的可靠性通过对吸收液始末组成的分析及物料衡算检验.填料塔在大气压下操作.可变参数有温度（20~70C）、吸收碱液起始浓度（［OH-］，0.1~1.0
、流速（4~15L/1）及气体总流速（0.3m3/1，25C，mol/L）
1X102kPa）.
实验所用氢氧化钠为化学纯，CO2气体纯度大于99.5%.以N2稀释的4.9%H2S标气由北京分析仪器厂配气站配置标定，混配气中，CO2浓度为20%左右，H2S质量分数为0.005~0.009.
图1Fig.1
填料吸收塔实验装置wit1fillingmaterial
!传质模型
!"#
模型的建立
在氢氧化物溶液中，硫化氢和二氧化碳的反应可表示为
CO2+OH-H2S+OH--HCO3+OH--，HCO3
!HS-+H2O，
Testdeviceofabsorptiontower
（1）（2）（3）
2
CO3-+H2O，
2
（4）S-+H2O
反应（1）~（4）的平衡常数分别用 1， 2， 3， 4表示，反应（2）~（4）与扩散速率相比可认为是
HS-+OH-
-］瞬间反应，反应（1）的速率可表示为 1 ［［CO2］［OH-］ （1 1）［HCO3］，其中 为速率常数.
--考虑H2S，HS-，S2-，CO2，HCO3-，CO23，OH的传输过程，对于给定的界面及液相主体的边界条
件，由膜理论知对于任意组分有
d d
） 0，d d
式中， 为浓度； 为扩散度； 为生成速率
［2］
组分 在任意位置的流速可表示为
则吸收过程的稳态物料平衡可表示为
2
d［CO］
［CO2］［OH-］ 0， 2
d
（5）
d
，d
（6）
（7）（8）（9）
22-［S］，d 2
{}d［HS］d［HS］d［S］ { 0，
d d d }
d［CO］d［HS］d［CO［OH］
{
d d d d
222-］-d［CO2］d［HCO3d［CO23］ 0，
d 2 2d 2
2
2
2
2
-2
2-2
2
2
-2
2
1
2
3
4
2
2
2
22
2
2-3］
2
}
（10）
式中， 1， 2， 3， 4代表反应（1）~（4）的反应速率.
由瞬间反应的平衡可得
--［-［［HS-］ ［［OH-］，［CO2，［S2-］ ［OH-］OH-］ 2H2S］3］ ［3HCO3］4HS］
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