微反應器設備內能夠較好地消除傳質限制，使化學反應和分離過程得到強化，微尺度下氣 / 液體系的傳質性能對于氣 / 液接觸過程的微型化研究具有重要意義。
微通道內氣 / 液傳質性能可通過研究氣泡運動階段傳質規(guī)律來分析。
圖：T 形通道與并流通道內氣泡生成階段的傳質過程
通常傳質性能被認為與體系的流體力學及化學反應的動力學條件緊密相關，特別是對于化學吸收過程。由式(1)得到氣泡在運動階段的液相總傳質系數 Kl ， 圖 1 顯示了兩相流量對傳質系數的影響。
(式(1))
可以看出，傳質系數隨兩相相比的增大而有所上升，當相比固定時，基本不受到氣相流量的影響。
圖 1 兩相流量、MEA 濃度對氣泡運動階段傳質系數的影響，(a)，(b)并流通道；(c)，(d)T 形通道
這一結果可以解釋為，提高連續(xù)相與分散相的相比增強了氣泡之間液柱的內環(huán)流，內環(huán)流的作用可減小邊界層厚度，并促進相界面處物質的表面更新速率，因而引起了傳質系數的增大。
相反，固定相比的條件下，在氣泡的流動過程中，無論是環(huán)繞氣泡的外部流場還是氣泡的內部流場基本與氣相流量關系不大，因而傳質系數呈現出不隨氣相流量變化的趨勢。
由圖還可以看出，當流量固定時，傳質系數隨著吸收劑濃度的增大而顯著上升。這一結果是由化學反應對傳質過程的強化作用引起的，表征這一強化作用的增強因子 E 定義為 kl /kl0，當 Ha 值大于 3 時 E ≈ Ha。
圖 2顯示了氣相中初始 CO2 體積分數對傳質系數的影響。可以看出，當兩相流量和吸收劑濃度等操作條件固定時，液相總傳質系數基本不隨 CO2 體積分數的變化而改變。
圖2：CO2體積分數對氣泡運動階段傳質系數的影響，(a)并流通道；(b)T 形通道
總體來講，并流通道內氣泡運動階段液相總傳質系數 Kl 在(1.3 ～ 4.9)×10−3 m/s，T 形通道內 Kl 在(1.8 ～ 4.9)×10−3 m/s 范圍。氣泡運動階段的液相總傳質系數主要依賴于兩相相比和吸收劑濃度，隨著相比和 MEA 濃度的升高而增大，與氣相流量和氣相中 CO2 體積分數關系不大，表現出傳質過程由液相膜傳質阻力控制的特點。
形成這一結果的原因可以解釋為，在氣泡的運動階段，氣泡內 CO2 濃度分布逐漸趨于均一，但氣泡和液柱相對運動速度較小，CO2 在液相中的擴散速率較慢，因而傳質阻力主要集中在液膜內。
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參考文獻
Choi W J, Min B M, Seo J B, Park S W, Oh K J. Effect of ammonia on the absorption kinetics of carbon dioxide into aqueous 2-amino-2-methyl-1-propanol solutions[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2009, 48:4022-4029.
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