微反应器是微化工技术中的核心之一,微通道是微反应器内的核心部件。本文采用数值模拟的方法,研究了微反应器内气液两相流动的流体力学特性,得到了弹状流内速度云图分布,详细分析了液相内各部分速度变化情况。在流动的基础上,将CO₂吸收传质与流动进行耦合,进一步模拟研究弹状流内CO₂吸收传质,其中物理吸收传质使用的液相是水溶液和乙醇溶液,化学吸收传质使用的液相是0.2M单乙醇胺溶液和0.2M Na OH溶液,气相使用的是含5 vol.%CO₂和95vol.%N₂的混合气。不同液相中CO₂在微通道中的流动和传质特性不同。基于渗透理论,通过对流动和传质耦合的局部模拟,得到了CO₂吸收传质的浓度场分布,并进行了深入的描述。着重讨论了接触时间和气泡速度对整个气泡传质过程的影响。计算并分析了气泡盖和液膜的体积传质系数、CO₂吸收率和增强因子分别在物理和化学吸收下的变化情况,并且分析了物理吸收下模型改变对CO₂吸收传质的影响。结果表明,流场中的涡旋增强了传质,CO₂吸收率随着流速和液柱长度的增加而增加,随着通道直径和气泡长度的增加而减少,单元长度的增加对CO₂吸收率的影响不大。化学吸收的体积传质系数在3.5～7.5之间,约为物理吸收的3～10倍,CO₂在化学吸收中吸收更完全,吸收率接近于100%,而物理吸收的吸收率不超过50%。然后分别从物理吸收和化学吸收两方面提出了预测液相传质系数的新经验关系式,并与一些文献中的经验公式进行了比较。通过预测关联得到的传质系数与模拟得到的传质系数吻合较好。最后对微反应器内弹状流模型进行了优化,并对其进行CO₂吸收传质对比分析,得知带有凹径的单元体比带有凸径的单元体传质效果更好。本工作为微反应器内CO₂吸收的工业化实现做出了基本预测,为后续的实验研究奠定了基础。