随着人们对全球变暖、气候变化认识的深入,减少温室气体CO2排放已成为全世界关注的焦点。作为CO2集中排放源,燃煤电站是进行大规模CO2减排的主要对象。钙基吸收剂循环煅烧／碳酸化捕集CO2技术,是最具可行性的燃煤电站大规模捕集CO2方法之一。　　 针对钙基吸收剂在循环煅烧／碳酸化反应捕集CO2过程中碳酸化转化率随循环次数衰减迅速的问题,从CaO碳酸化反应为分子数减少的反应特点着手,提出了钙基吸收剂加压碳酸化循环捕集CO2的研究思路。　　 研究了石灰石和白云石等加压碳酸化反应动力学特性,分析了反应机理。结果显示,在本实验压力、温度范围内,适当提高碳酸化压力、或温度、或碳酸化气氛中CO2浓度,碳酸化反应速率和转化率均增加,但转化率不与反应压力、温度以及CO2浓度成正比。采用缩核模型分析钙基吸收剂的加压碳酸化反应机理具有一定的合理性,获得了钙基吸收剂碳酸化反应的动力学参数。　　 揭示了钙基吸收剂循环煅烧／加压碳酸化反应的规律和机理。得到了循环煅烧,力口压碳酸化过程中主要反应参数:碳酸化温度、碳酸化压力、颗粒粒径、碳酸化气氛以及煅烧气氛中CO2浓度、反应时间等对钙基吸收剂循环捕集CO2性能的影响规律,优化了反应条件,分析了钙基吸收剂在循环反应中微观结构的变迁特性,揭示了加压循环碳酸化反应过程中钙基吸收剂微观结构影响CO2捕集性能的机理。　　 在掌握了钙基吸收剂循环煅烧／加压碳酸化捕集CO2特性的基础上,从固体废弃物资源化利用的角度出发,发明了添加造纸废液提取物木素磺酸钙对钙基吸收剂的改性方法,提高了吸收剂循环捕集CO2性能,展示出良好的工业应用前景。率先采用生物质电厂稻壳灰对吸收剂进行改性处理。得到了最佳稻壳灰／CaO摩尔比以及反应条件对改性吸收剂循环碳酸化特性的影响规律,掌握了提高钙基吸收剂捕集CO2性能的处理工艺,通过物相分析、能谱分析和微观结构分析等手段,揭示了改性吸收剂捕集CO2性能得以改善的机理。　　 发明了基于共沉淀原理制备高效CO2吸收剂的方法,提高了CaO的循环捕集CO2性能。研究表明,共沉淀法制备含有MgO和Ca9Al6O18的钙基吸收剂,具有优越的捕集CO2性能和抗烧结性能,随着循环次数的增加,循环捕集CO2效率衰减非常缓慢。分析表明,该吸收剂具有优越的微观孔隙结构和晶粒生长缓慢的特点,捕集CO2的应用前景良好。　　 揭示了钙基吸收剂在循环反应过程中碳酸化与硫酸化竞争关系。采用正交实验手段,系统分析了反应条件对钙基吸收剂循环碳酸化转化率与硫酸化转化率的影响规律,并从物相分析和孔隙结构角度出发进一步揭示了硫酸化反应影响钙基吸收剂循环碳酸化捕集CO2性能的机理。结果表明,SO2抑制了钙基吸收剂的循环碳酸化反应。　　 探明了钙基吸收剂在循环煅烧／加压碳酸化反应过程中的磨损特性。利用自行设计建造的加压流化床实验装置,考察了反应时间、流化数、反应温度、反应压力、颗粒粒径、煅烧温度以及有无辅助床料等对吸收剂磨损特性的影响,在最优的循环反应工况下考察吸收剂的循环碳酸化转化率与磨损率。率先采用高铝水泥做粘结剂成型钙基吸收剂以提高吸收剂的抗磨损性能。结果表明,在实验条件范围内,反应温度对吸收剂磨损的影响最大,流化数其次,反应时间再次,压力的影响最小。吸收剂在煅烧过程中受热应力以及CO2析出时的内压力作用是颗粒发生破碎磨损的主要原因。煅烧过程中的磨损率最大,随着反应时间增加而减缓。添加高铝水泥做粘结剂成型后,钙基吸收剂颗粒的耐磨性能得到提高。成型颗粒在循环反应过程中具有较好的碳酸化特性和抗磨损性能,表明采用高铝水泥做粘结剂成型钙基吸收剂颗粒可以有效解决石灰石等易破碎磨损问题。钙基吸收剂循环捕集CO2技术与水泥行业联合运作将获得更好的经济效益和环保效益。