碳捕集和封存技术（CCS）是减少电厂烟气CO₂排放的重要手段。氨法脱碳技术具有脱除效率高、担载量大、不易被烟气中的氧气降级、腐蚀性小、再生能耗低以及副产品可资源化利用等特点,成为一种有发展前景的脱碳技术,但也存在着氨挥发造成二次污染等问题。本文自行设计并建造了氨水脱除烟气中CO₂的喷淋塔实验台,进行了对模拟烟气中CO₂连续脱除的实验,研究了氨水浓度、氨水流率、烟气流率、CO₂浓度、温度以及喷嘴流率及其组合方式等参数对CO₂脱除效率、出口氨浓度以及脱除单位摩尔CO₂的氨挥发量的影响规律。实验结果表明：采用喷淋塔,CO₂脱除效率可以高达93%；提高氨水浓度和增大氨水流率均可以显著提高CO₂脱除效率,但出口氨浓度均显著增加,对脱除单位摩尔CO₂的氨挥发量的影响规律均不是单调的；当氨水浓度从6%增加到8%,脱除单位摩尔CO₂的氨挥发量减小,当氨水浓度从8%增加到12%时,脱除单位摩尔CO₂的氨挥发量明显增加；而当氨水流率从1L/min增大到2L/min时,脱除单位摩尔CO₂的氨挥发量减小,当氨水流率从2L/min增大到3L/min时,脱除单位摩尔CO₂的氨挥发量略有增加；增加入口烟气流率和CO₂浓度会使出口氨浓度和脱除单位摩尔CO₂的氨挥发量均降低,但CO₂脱除效率也降低；氨水温度小于35℃时,氨水温度和烟气温度对CO₂脱除效率和出口氨浓度的影响很小。根据实验结果,分析了上述参数对体积总传质数的影响规律,拟合得到体积总传质数与氨水摩尔浓度、氨水通量和烟气通量的关联式。此外,本文基于双膜理论建立了气液两相流动、传热、传质相耦合的喷淋塔内氨水吸收CO₂的模型,在FLUENT软件平台上进行数值计算,预测了喷淋塔内气液两相的流场、温度场、压力场和CO₂浓度场,并将数值模拟结果和上述实验数据进行对比,从而验证模型。研究发现：CO₂浓度在塔内的径向分布不均匀,这是气相速度在径向的偏差引起的局部湍流和局部液气比变化共同作用的结果；在本文建立的模型上,喷嘴雾化角度选择40°较宜；随着液滴粒径的增大,CO₂脱除效率和体积总传质数逐渐降低；随着液滴的喷射速度增大,CO₂脱除效率和喷淋塔的体积总传质数也逐渐降低,主要是由于液滴的停留时间降低引起塔内气液传质面积减少的缘故；塔高越高,烟气在塔内停留时间越长,CO₂脱除效率和体积总传质数也越大。最后,采用正交试验设计方法研究表明,各因素影响CO₂脱除效率的主次顺序为：氨水浓度>氨水流率>空气流率>CO₂浓度>氨水温度>烟气温度。