[发明专利]基于化学体系便捷测量微反应器气液总传质系数的方法

权利要求书

1.一种基于化学体系便捷测量微反应器气液总传质系数的方法，其特征在于，采用二氧化碳和碳酸钠溶液作为测量微反应器总传质系数的气液两相体系，二氧化碳和碳酸钠溶液两相流经微反应器混合后，使用pH计测量通过微反应器前后碳酸钠溶液的pH值，通过pH值可计算得到氢氧根浓度的变化量，再由氢氧根浓度变化量计算得到通过微反应器后二氧化碳的浓度变化和二氧化碳气体传质通量，最后根据传质公式计算得出微反应器的总传质系数；该体系下微反应器气液总传质系数计算公式为：

针对二氧化碳和碳酸钠溶液体系，根据气液传质原理，气液总传质系数k_La按下式计算：

其中，C*表示气液界面的CO₂摩尔浓度C^*＝H·P_CO2，单位mol/L；室温时，H＝0.000000336mol/(L·Pa)；C₀表示混合区域入口处溶液内二氧化碳摩尔浓度，单位mol/L；表示二氧化碳传质通量，单位mol/(L·s)；Ha表示反应速率与扩散速率之比，无量纲数；混合区域溶液内二氧化碳的浓度通过PH计进行测量；

二氧化碳传质通量其中表示混合后溶液中二氧化碳的浓度变化，单位mol/L；Q_L表示液体流量，单位ml/min；V表示微反应器体积，单位m³；

反应速率与扩散速率的比值其中，k′表示为伪一阶反应速率常数，单位s^-1；D_CO2表示二氧化碳扩散速率，单位m²/s；k_L为液相传质系数，单位m/s；在微反应器中对于碳酸钠、二氧化碳体系微反应器中一般kl范围为40-3000*10^-5s^-1；对于碳酸钠溶液-二氧化碳体系，溶液PH小于12，其k′小于1.8s^-1,Ha0.15，则取

2.如权利要求1所述的一种基于化学体系便捷测量微反应器气液总传质系数的方法，其特征在于，化学吸收使用碳酸钠溶液或碳酸钠-碳酸氢钠溶液；

使用碳酸钠溶液，碳酸钠溶液PH值不高于12；

使用碳酸钠-碳酸氢钠溶液，碳酸钠-碳酸氢钠配比比值不高于0.98；

化学吸收使用的气体还为CO₂同N₂、O₂、稀有气体中一种或几种混合物。

3.如权利要求1所述的一种基于化学体系便捷测量微反应器气液总传质系数的方法，其特征在于，所使用的PH计测量精度等级为0.01～0.1级，或者使用达到精度等级的精密PH试纸和酸碱指示剂。

4.如权利要求1所述的一种基于化学体系便捷测量微反应器气液总传质系数的方法，其特征在于，也可通过PH值计算得出氢离子浓度的变化量，再由氢离子浓度变化量计算得出通过微反应器后液体所吸收的气体浓度和气体传质通量，最后根据传质公式计算得出微反应器的总传质系数。