在甘蔗糖厂中,其锅炉会产生大量的烟道气,许多糖厂都是直接做排空处理,这既造成了资源的浪费,又造成了环境的污染。如果在甘蔗糖厂亚硫酸法中的澄清阶段添加适宜浓度的CO₂,则可提高白糖的品质。所以为改良传统亚硫酸法制糖工艺的不足和减少CO₂的排放量,将对变压吸附浓缩CO₂进行相关研究。本文主要使用计算机对糖厂锅炉烟道气CO₂浓缩吸附进行了三个方面的模拟研究:首先使用ANSYS中应力分析模块对吸附塔进行了强度校核、稳定性分析和疲劳寿命估计,得出吸附和解吸过程中的最大应力分别为125.43 MPa和24.13 MPa,结合分析设计理论得出糖厂锅炉烟道气CO₂浓缩吸附塔的强度、稳定性都符合安全要求;理论疲劳寿命约27年,超过其设计寿命。再使用FLUENT软件对其流场进行数值模拟,重点是对进口管到吸附剂之间的区域进行流场分析,比较了板式分布器在不同倾角下的布气效果,得出有较好布气效果的倾角为25°～40°;比较了原始分布器与中间板不开孔、中间板改为小孔、中间加挡板的分布器,得出中间板不开孔和中间板改为小孔的分布器的布气效果都优于原始分布器,中间加挡板的分布器布气效果不理想。最后使用Aspen Adsorption软件对经过预处理的锅炉烟道气进行吸附过程模拟。在Langmuir1吸附模型下,比较了不同压力、温度、CO₂的传质系数、吸附剂的堆积密度、颗粒直径对CO₂吸附过程的影响。以硅胶作为吸附剂,得出CO₂在200kPa、298.15K下的穿透时间为110s,吸附量为1.2×10-6 kmol·kg-1。操作压力在100～500kPa时,穿透时间和吸附量都随压力的增大而增大;操作温度在278.15～338.15 K时,对CO₂的穿透曲线影响较小,穿透时间基本随着温度的增大而减小;CO₂传质系数在小于0.1 s-1时对CO₂的穿透曲线影响较大,但在大于1 s-1时对穿透曲线影响较小;吸附剂堆积密度在600～900 kg·m-3时,穿透时间随堆积密度的增大而增大;吸附剂颗粒直径在1～4 mm时,基本不影响CO₂的穿透曲线。