【目的】 二重接触型炭素回収ガス液二相吸収床におけるアンモニア法炭素回収の質量移動性能を検討した。 【方法】 オイラー・ラグランジュCFDフレームワークに基づき、二重膜理論を組み合わせてFluentの二次開発を行い、アンモニア法炭素回収の質量移動モデルを構築した。 【結果】 液滴中のCO2負荷は塔高に沿って単峰分布を示し、壁面は低く中心は高い。液気比が減少すると、CO2の正味通過量および負荷が増加した。煙気入口には明らかな偏流が存在し、液気比の減少に伴い偏流の程度が弱まった。液滴分布の不均一によりCO2吸収および濃度場分布が不均一となった。液気比が0.40 m3/m3から0.17 m3/m3に低下すると、CO2捕集率は89.19%から77.29%に低下し、13.34%減少し、出口のCO2モル分率は1.45%から3.00%に上昇した。気相全質量移動係数KGは床高3/4以下で高かった。ノズル母管下に帯状の低KG領域が形成された。液気比が減少すると、全体的に高KG領域が縮小し、ノズル母管の阻害効果によって形成された帯状の低KG領域は上方放物線形を呈した。流れ場については、入口およびベントリ効果により床内に二つの高速域および渦が形成され、気相速度は床高に沿って双峰分布を示し、X方向には対称的な三段変動、Y方向には非単調な分布を呈した。液気比の減少は局所的な撹乱および流速上昇を促進した。 【結論】 二重接触型炭素回収ガス液二相吸収床は良好な質量移動性能を有し、液気比は流動および質量移動挙動に顕著な調整作用を持ち、研究結果は炭素回収装置の最適化に理論的根拠を提供できる。

二重接触型ガス液二相吸収床;二酸化炭素回収;アンモニア法;流動特性;質量移動過程