摘要:
以工业规模喷淋塔内醇胺溶液吸收CO2为研究对象,基于欧拉-拉格朗日方法建立了烟气-液滴气液两相流动、相间传热传质和液相化学反应耦合的计算流体力学(CFD)模型。通过与乙醇胺(MEA)溶液吸收CO2实验数据对比验证了CFD模型可靠性,在此基础上分析了CO2吸收过程所伴随热质交换和化学反应的基本规律,以及吸收剂化学组成、气液两相流动特性和操作压力对喷淋塔内CO2脱除效率的影响。模拟结果表明:随塔体高度增加烟气中CO2体积分数下降,而烟温和水蒸气体积分数均呈先上升后下降趋势;当贫液中CO2负荷由0.1增至0.4,塔内烟温最大值由70℃降至54℃,贫液负荷大于0.25时喷淋塔脱碳效率显著下降;表观气速大于2.5m/s时烟气停留时间显著缩短且液相侧传质系数减小,传质比表面积的增加对CO2吸收效率提升作用减弱;喷淋塔操作压力由101 k Pa降至70 k Pa,CO2脱除效率降低约15.9百分点。