【목적】 이중 접촉식 탄소 포집 기액 이상 흡수층에서 암모니아법 탄소 포집 물질 전이 성능을 연구하였다. 【방법】 오일러-라그랑주 CFD 프레임워크를 기반으로 이중막 이론을 결합하여 Fluent를 2차 개발하고 암모니아법 탄소 포집 물질 전이 모델을 구축하였다. 【결과】 액적 내 CO2 적재량은 탑 높이에 따라 단일 피크 분포를 보이며, 벽면에서는 낮고 중심에서는 높았다. 액기비가 감소함에 따라 CO2 순플럭스 및 적재량이 증가하였다. 연기 가스 입구에서 명백한 편류가 존재하며, 액기비 감소에 따라 편류 정도가 약화되었다. 액적 분포 불균일로 인해 CO2 흡수 및 농도장 분포가 불균일하게 나타났다. 액기비가 0.40 m3/m3에서 0.17 m3/m3로 감소할 때 CO2 포집률은 89.19%에서 77.29%로 13.34% 감소하였으며, 배출구 CO2 몰분율은 1.45%에서 3.00%로 상승하였다. 기상 총 전달 계수 KG는 탑 높이 3/4 이하에서 높았다. 노즐 주관 하부에 띠 모양의 저 KG 구역이 형성되었다. 액기비가 감소함에 따라 전체적으로 고 KG 구역이 축소되었으며, 노즐 주관 방해 작용으로 인해 형성된 띠 모양 저 KG 구역은 위로 포물선 형태를 보였다. 유동장 측면에서는 입구 및 벤추리 효과로 인해 층 내에 두 곳의 고속 구역과 소용돌이가 형성되었으며, 기상 유속은 탑 높이에 따라 쌍봉 분포를 나타내었다. X 방향으로는 대칭적인 3단 변동, Y 방향으로는 단조롭지 않은 분포를 보였으며, 액기비 감소는 국부적인 교란 및 유속 상승을 악화시켰다. 【결론】 이중 접촉식 탄소 포집 기액 이상 흡수층은 전달 성능이 양호하며, 액기비는 유동 및 전달 특성에 유의한 조절 작용을 하며, 연구 결과는 탄소 포집 장비 최적화에 이론적 근거를 제공할 수 있다.

이중 접촉식 기액 이상 흡수층; 이산화탄소 포집; 암모니아법; 유동 특성; 전달 과정