随着温室效应对全球气候变化的影响越来越严重，碳减排成为世界关注的焦点。化石燃料电厂是CO₂的主要排放源之一，因此，化石燃料电厂的低碳排放或者零排放是实现CO₂减排的关键。对于传统的化石燃料电站，燃烧后脱碳被认为是很有发展潜力的技术，该技术包括化学吸收法、吸附法、膜分离法和低温蒸馏法等，其中化学吸收法被视为较为适合的CO₂捕集方法。目前，关于化学吸收法捕集二氧化碳的研究主要集中在吸收剂的筛选、反应机理的研究、反应器的选择、操作条件的确定等方面。在吸收剂的选择方面，由于氨水具有吸收能力强、对设备腐蚀性小以及成本低等优点而得到广泛关注。为了深入研究氨水吸收二氧化碳的化学反应机理，获得详细的反应动力学数据，本文采用湿壁塔开展了氨水吸收二氧化碳的实验研究。实验结果表明，氨水与二氧化碳的反应是对二氧化碳和NH3均为一级的二级反应。其化学反应动力学常数k2与温度的关系为：ln（k2）=22.3-4646.08/T，对应的反应活化能为38.63kJ/mol。本文还分别采用填料塔和喷雾塔开展了氨水吸收二氧化碳的实验研究。通过改变氨水浓度、氨水流量、CO₂进口浓度、气体流量和温度等条件，研究了不同操作条件对吸收过程的影响。实验结果表明，用氨水喷淋吸收二氧化碳可实现较高的脱除率，在一定的操作条件下，CO₂脱除率可以高达95%以上；氨水浓度是影响CO₂脱除率的重要参数，CO₂脱除率随着氨水浓度的升高而明显增大；增大氨水流量、气体流量和CO₂进口浓度均有助于提高吸收速率，但气体流量和CO₂进口浓度的增大会降低CO₂的脱除率。另外，对于填料塔，操作温度不宜超过35℃，对于喷雾塔不宜超过40℃，温度过高会使吸收过程的化学反应转为由逆向反应所控制。对比了填料塔和喷雾塔内氨水吸收二氧化碳的效果，研究结果表明，在本文的实验参数范围内，在相同操作条件下，喷雾塔中的CO₂脱除率、吸收速率和体积总传质系数均低于填料塔。