固态胺吸附剂用于燃烧后CO₂捕集因其相比醇胺溶液法能够降低再生能耗、避免设备腐蚀而受到关注。本文围绕固态胺捕集CO₂的技术,分别从固态胺的开发与测试、再生稳定性、流化床反应器以及中试试验四个方面进行了研究。在固态胺的开发和测试方面,以不同孔尺寸的无序介孔硅胶和大孔树脂为载体,采用物理浸渍法制备固态胺,利用热重分析仪和小型流化床反应器,研究了载体孔结构、胺种类和担载量、温度、CO₂浓度以及水蒸气对固态胺吸附性能的影响规律,分析了水蒸气对固态胺脱碳性能的影响机理,建立了固态胺吸附模型,并获得了相关的化学平衡及动力学参数。研究结果表明,固态胺吸附能力基本随着平均孔径和孔容的增加而增大,当平均孔径大于10nm时,载体比表面积也会对吸附能力产生影响;固态胺具有一个最佳担载量和反应温度,水蒸气的存在改变了胺和CO₂的反应机理,对固态胺的脱碳过程具有一定程度的促进作用。在再生稳定性方面,研究了反应条件、胺的分子量和反应器对固态胺热稳定性的影响,发现载体对胺在CO₂氛围下的降解有不同程度的催化作用,解决了固态胺面向应用的瓶颈问题。结果表明,提高胺的分子量能够有效地降低胺的挥发速率,通过流化气体携带胺蒸气的方法,固态胺在140℃、N2氛围下连续100h的测试中保持性能稳定;多孔载体对胺的降解催化作用强弱大致顺序是:硅胶≈13X沸石>Al2O3>树脂,胺功能离子交换树脂固态胺在CO₂氛围下循环吸附再生过程中保持良好的热稳定性和化学稳定性。在流化床反应器方面,建立了固态胺脱碳过程的流化床反应器模型和传热模型,设计并搭建双流化床反应器实验系统,实现了固态胺捕集CO₂的连续稳定运行,脱碳效率达到84.4⁹7%。在中试试验方面,建立了下行床反应器模型,设计并搭建了一种新颖的固态胺连续捕集CO₂的试验系统,采用气固逆流下行床作为吸附反应器、空心双桨叶作为再生反应器和冷却器。初步试验结果表明,CO₂捕集效率能达到72⁹5%,再生反应器中CO₂浓度高达80⁹8 vol%,该装置能够实现固态胺捕集CO₂的连续稳定运行,达到CO₂分离与富集的目的。