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随着高科技探索设施的不断发展,深潜器、载人飞船生活舱、防空洞等密闭/半密闭装备有着更加广泛的应用。在这种密闭/半密闭装备内,二氧化碳(CO2)的脱除是关系到密闭空间空气质量的关键问题之一。另外,火灾是危及密闭空间生命的主要问题之一,灭火后二氧化碳的浓度会显著升高,能否在短时间内恢复空气质量直接关乎人员的生命安全。然而,密闭空间的体积和空间决定了二氧化碳清除装置应简易且高效,且不允许出现另外的有害气体或物质。因此,密闭舱室二氧化碳清除技术具有特殊性、有效性和复杂性。超重力技术是一种新型的化工过程强化技术,RPB能够强化传质过程,有效缩小设备体积和减少占地空间,且操作维护简便,被广泛应用与气体净化过程。本文将超重力技术用于低浓度CO2(CO2的浓度在0.5-2%,远低于烟气中的CO2浓度)的脱除过程以达到缩小设备尺寸的目的,从而为超重力技术在密闭空间二氧化碳的高效脱除方面的应用提供基础。本文利用K2C03/KOH及MDEA/PZ混合溶液作为吸收剂,以超重力反应器(Rotating packed bed,RPB)作为吸收设备,探究CO2脱除效果,获取该过程中的工艺操作条件对CO2脱除率的影响规律,并获得CO2脱除过程中RPB强化传质的基本过程参数,为后续放大及工业化提供基础和支撑。主要研究成果如下:(1)以K2C03/KOH为混合吸收剂时,实验结果表明:随着超重力反应器转速、吸收温度、吸收剂流量的增加,CO2的脱除率及气相传质系数KGa先增加后趋于平缓;随着碳化度(α)的增加,CO2的脱除率及气相传质系数KGa逐渐降低;获得较优的工艺条件为:RPB转速为1200rpm,吸收剂流量为12L/h,吸收温度为40℃,该实验证明了 K2CO3/KOH为吸收剂的可行性,当CO2出口浓度过高时,适当的改变操作参数,或添加新鲜的吸收剂,可以有效的降低CO2的出口浓度。(2)以MDEA/PZ为吸收剂时,实验结果表明:随着超重力反应器转速、吸收温度、吸收剂流量的增加,CO2的脱除率及气相传质系数KGa先增加后趋于平缓;获得较优的工艺条件为:RPB转速为1200rpm,吸收剂流量为18L/h,吸收温度为40℃,该实验证明了 MDEA/PZ为混合吸收剂的可行性,为以后的工业化应用提供了一定的借鉴作用。