应对全球变暖,CO2减排问题是近十年来国际社会的一个关注热点。燃煤电站作为我国最主要的电力供应者的同时,也是最大的碳排放源,大力发展与其相适应的碳减排技术势在必行。燃烧后捕集技术由于设备组件开发、替换和升级基本不影响电厂自身运行,可直接对现有电厂加以改造迅速投产,是一种可在短期内大幅降低电厂CO2排放量的技术方案。在众多的燃烧后捕集技术路线中,碱金属基固体吸收剂脱除CO2的技术以其与现有燃煤电厂兼容性好、吸收剂循环利用效率高、对设备无腐蚀、无二次污染等优点成为当前的研究热点之一并得到了长足的发展。但是目前基于该技术的各类连续脱碳-吸收剂再生反应装置及脱碳系统的设计仍不理想,一定程度上限制了碱金属基脱碳技术的商业化进程。针对该问题,本文自行设计并搭建了一种基于鼓泡床-输运床耦合反应器的新型连续循环脱碳实验系统,并在该系统上开展了基于钾基吸收剂连续脱碳-吸收剂再生热态实验的研究,具体研究内容和主要成果如下:自行设计并搭建了基于鼓泡流化床-输运床耦合反应器的新型连续循环脱碳实验系统,该系统可对物料循环量和气固接触时间实现独立、方便、灵活的调节,针对性地提高系统脱碳效率和吸收剂的利用率。探讨了该系统固体物料的循环特性,重点考察了碳酸化反应器的中心风量、鼓泡段流化数、鼓泡段静止床高对物料输送量的影响规律以及松动风、返料风、鼓泡段静止床高对U型阀返料量的影响规律。实验结果表明鼓泡段静止床高和中心风量均对物料输送量有较大影响,输送量随鼓泡段静止床高和中心风量的增加而增加,但中心风量增大到一定程度后,物料输送量的增加逐渐趋缓;而鼓泡段流化数对物料输送量的影响较小;另外,在对U型阀返料特性进行研究时发现,当U型阀返料室处于正常流化状态时,返料量对返料风的变化并不敏感,而松动风对返料量的影响极大,返料量随松动风的增大而呈线性增加,因此在对返料量进行调节时,可将松动风作为主要调节手段。基于KAl30吸收剂研究了反应条件对脱碳效率。系统连续脱碳特性的影响规律,考察了物料循环量、碳酸化反应器鼓泡段静止床高、碳酸化反应温度、再生反应温度以及水蒸气浓度对系统脱碳效率的影响。实验结果表明系统碳脱碳效率随吸收剂循环量及静止床高的增加而增加,当物料循环量及床高增加到一定程度,进一步增加床高或物料循环量,系统脱碳效率基本不变;当碳酸化反应温度在60～100℃的区间内变化时,系统脱碳效率受温度影响较小,表明KAl30吸收剂的碳酸化反应温度区间在该连续脱碳系统中得到一定程度的拓宽;提高再生温度可增加系统脱碳效率,但随温度的提高,系统脱碳效率的增加趋势趋缓,分析认为可以适当延长再生反应器中固体物料的停留时间以降低再生所需操作温度;水蒸气浓度对脱碳效率有较大影响,可通过适量增大水蒸气浓度进一步提高系统脱碳效率。最后,在对操作参数进行优化的基础上进行24小时连续脱碳-吸收剂再生实验,连续运行期间系统脱碳效率维持在80%以上并保持了良好的稳定性。24小时连续运行过程中,吸收剂的平均粒径从0.3 mm降低到0.275mm,粒径分布随时间的变化曲线显示了吸收剂的磨损主要发生在反应初期,之后平均粒径基本保持不变;而对吸收剂微观结构的表征结果表明,连续脱碳前后吸收剂保持了良好的结构稳定性,证明吸收剂具有良好的耐磨损特性。