Este estudio se centra en el proceso de absorción de dióxido de carbono por una solución de etanolamina en una torre de pulverización de tamaño industrial. Se estableció un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) acoplado con reacción química, transferencia de calor y masa entre las fases gas-líquido en la torre de pulverización, utilizando el método de Euler-Lagrange. La fiabilidad del modelo CFD se confirmó al comparar los resultados de la simulación con los datos experimentales de absorción de CO_2 por la solución de etanolamina (MEA). Sobre esta base, se analizaron las leyes fundamentales de intercambio de calor y masa, reacción química y el efecto de la composición química del disolvente, las características del flujo gas-líquido y la presión de funcionamiento en la eficiencia de eliminación de CO_2 en la torre de pulverización. Los resultados de la simulación muestran que el aumento de la altura de la torre provoca una disminución en la fracción molar de CO_2 en los gases, mientras que la temperatura de los gases y la fracción molar de vapor de agua aumentan primero y luego disminuyen. Cuando la carga de CO_2 en el líquido pobre aumenta de 0.1 a 0.4, la temperatura máxima dentro de la torre se reduce de 70 °C a 54 °C, y cuando la carga de líquido pobre supera 0.25, la eficiencia de eliminación de CO_2 en la torre de pulverización disminuye notablemente. Una velocidad aparente del gas superior a 2.5 m/s provoca una disminución significativa del tiempo de residencia del gas dentro de la torre, así como una disminución del coeficiente de transferencia de masa del lado líquido, reduciendo así el efecto del aumento de la superficie de transferencia en la eficiencia de absorción del CO_2. Además, una reducción de la presión de funcionamiento de la torre de pulverización de 101 k Pa a 70 k Pa produce una disminución de aproximadamente 15.9 puntos porcentuales en la eficiencia de eliminación del CO_2.

Plantas de energía de carbón; Captura de carbono; Flujo gas-líquido; Absorción química; Simulación numérica