二氧化碳薄膜吸收模組設計之數學理論與實驗分析

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Title:	二氧化碳薄膜吸收模組設計之數學理論與實驗分析
Authors:	何啟東;陳俊成
Keywords:	二氧化碳吸收;平板薄膜系統;數學模型;數值解;紊流促進因子
Date:	2018-11-30
Issue Date:	2019-04-24 12:10:42 (UTC+8)
Abstract:	本研究針對薄膜氣體吸收系統進行理論分析，利用一維理論模型描述系統中氣體溶質於氣、液兩相內之濃度分佈，所推導出之數學模型適用於平板之順流與逆流系統。數學模型求解過程中使用朗吉庫塔法進行數值分析，而實驗模組的操作和設計參數為流率、濃度、碳纖維板寬度等進行實驗，可獲得吸收效率、吸收速率和平均謝塢數等，並與數學模型理論模擬之數值結果進行誤差分析與討論。所推導之理論為基礎，以醇胺對二氧化碳之化學吸收作廣泛的討論，結果發現，不論是何種類型之吸收，增加液體的流率或或以逆流的形式進行實驗皆能增加二氧化碳之吸收效率，而各種濃度變化的趨勢，也都能符合理論之模擬結果。此外，由平板吸收實驗所得之結果更可以確定本論文所提出的數學模型之正確性。實驗與模擬結果相符，皆顯示嵌入溝渠式碳纖維板後的確能提升系統莫爾吸收效率，最高可以達到40.56%的增益率，而實驗與理論的相對誤差少於3.95%。本研究以操作在低體積流率之設備為主，除了有效利用裝置擾流因子已降低操作成本外，改良型之模組設計更顯著提升了吸收效率。
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