Cette étude porte sur le processus d'absorption du dioxyde de carbone par une solution d'éthanolamine dans une tour de pulvérisation de taille industrielle. Un modèle de la dynamique des fluides numérique (CFD) couplé à la réaction chimique, au transfert de chaleur et de matière entre les phases gaz-liquide dans la tour de pulvérisation a été établi à l'aide de la méthode d'Euler-Lagrange. La fiabilité du modèle CFD a été confirmée en comparant les résultats de la simulation avec les données expérimentales d'absorption du CO_2 par la solution d'aminoéthyle (MEA). Sur cette base, les caractéristiques fondamentales de l'échange thermique et massique, de la réaction chimique et l'effet de la composition chimique du solvant, des caractéristiques du flux de gaz-liquide et de la pression de fonctionnement sur l'efficacité de l'élimination du CO_2 dans la tour de pulvérisation ont été analysées. Les résultats de la simulation montrent que l'augmentation de la hauteur de la tour entraîne une diminution de la fraction molaire de CO_2 dans les gaz, tandis que la température des gaz et la fraction molaire de vapeur d'eau augmentent d'abord, puis diminuent. Lorsque la charge de CO_2 dans le liquide appauvri augmente de 0,1 à 0,4, la température maximale à l'intérieur de la tour chute de 70 °C à 54 °C, et lorsque la charge en liquide appauvri dépasse 0,25, l'efficacité d'élimination du CO_2 dans la tour de pulvérisation diminue sensiblement. Une vitesse apparente du gaz supérieure à 2,5 m/s entraîne une diminution significative du temps de séjour des gaz à l'intérieur de la tour, ainsi qu'une diminution du coefficient de transfert de matière du côté liquide, réduisant ainsi l'effet de l'augmentation de la surface de transfert sur l'efficacité de l'absorption du CO_2. En outre, une réduction de la pression de fonctionnement de la tour de pulvérisation de 101 kPa à 70 kPa entraîne une diminution d'environ 15,9 points de pourcentage de l'efficacité d'élimination du CO_2.

Centrales à charbon; Captage de carbone; Écoulement gaz-liquide; Absorption chimique; Simulation numérique