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钙循环技术是一种适用于燃煤电站的燃烧后捕集CO2技术,它具有能耗低、吸收剂廉价、技术就绪度高等一系列优点,从而受到国内外学者的广泛重视。燃煤烟气中的主要气态污染物不但有CO2、SO2,还有NOx。在钙循环捕集燃烧后CO2技术的研究中,很少涉及CO2与NOx的同时脱除问题。为了在钙循环过程中实现CO2和NOx的同时脱除,本文提出一种将生物质与CaO共同热解制备积碳CaO,在钙循环碳酸化阶段中利用积碳CaO/生物质焦实现NO/CO2同时脱除的新工艺。本文通过生物质与CaO共同热解制备了积碳CaO/生物质焦混合物。在鼓泡流化床反应器中研究积碳CaO/生物质焦同时脱除NO/CO2的反应特性。探讨CaO积碳、热解温度、热解时间、松木/CaO质量比、反应气O2浓度和循环次数对积碳CaO/松木焦同时脱除NO/CO2反应特性的影响。采用TEM分析揭示CaO积碳和微观分布特性,通过SEM-EDX分析研究热解过程中CaO/松木焦的微观形貌和元素分布特性,利用N2吸附法探讨了积碳CaO/松木焦的孔分布特性,对不同热解条件下CaO/松木焦经行FT-IR光谱分析,揭示积碳CaO同时脱除CO2和NO的反应机理。比较分析了陆生和藻类生物质制备的积碳CaO/生物质焦的同时脱除特性,利用生物质模型化合物探究生物质组分和含量对积碳CaO/生物质焦同时脱除NO/CO2特性的影响,为优选生物质制备积碳CaO/生物质焦同时脱除NOx/CO2提供了理论依据。通过TEM分析可以发现,CaO与松木共同热解后,在CaO的孔隙和表面上都形成一层非常薄的积碳,积碳为厚度约为10 nm的不定形碳。积碳CaO/松木焦在碳酸化阶段中的NO还原性能远高于无积碳CaO/松木焦,能够在较长时间内实现NO的100%脱除。这表明,CaO参与松木热解形成的积碳对于NO还原具有极为重要的促进作用。这主要是因为CaO晶粒被积碳包裹,积碳活性位点更容易与CaO接触,因此,CaO对积碳还原NO具有更高催化性能。积碳对CaO的CO2捕集性能影响较小。在CO2捕集快速反应阶段时,对积碳CaO催化NO还原性能几乎没影响。不同热解温度(500～800℃)下制备的积碳CaO/松木焦都能实现对NO的完全脱除,持续时间随着热解温度的提高而提高。随着热解温度增加,CaO积碳量增加,使得NO完全脱除时间延长。热解时间为10min时制备的积碳CaO/松木焦具有最佳的同时脱除NO/CO2性能。随着松木/CaO质量比增加,积碳CaO的NO脱除性能增大,完全脱除的持续时间延长,松木/CaO质量比为20:100时积碳CaO/松木焦具有最好的同时脱除NO/CO2性能。积碳CaO/松木焦的NO还原性能随着循环捕集CO2次数增加而降低。不同类型的生物质对积碳CaO/生物质焦同时脱除NOx/CO2反应特性有较大影响。与陆生生物质相比,藻类生物质不适合作用于在钙循环过程中同时脱除NO/CO2。松木、稻壳和甘蔗渣3种陆生生物质在流态化下制备的积碳CaO/生物质焦都具有较好的NO/CO2同时脱除性能,在钙循环碳酸化过程中实现了较高的CO2捕集效率(≥80%)和NO完全脱除。NO完全脱除的持续时间为:积碳CaO/甘蔗渣焦>积碳CaO/松木焦>积碳CaO/稻壳焦。这与CaO积碳量有关,CaO积碳量越大,越有利于NO脱除。生物质组分包括纤维素、半纤维素和木质素对热解制备的积碳CaO/焦脱除NO性能有较大影响。木质素含量更低,半纤维素更高的生物质和CaO共同热解所制积碳CaO/生物质焦具更好的同时脱除NO/CO2性能。甘蔗渣由于具有较高半纤维素含量和较低木质素含量,从而更适合制备积碳CaO/生物质焦用于钙循环碳酸化阶段同时脱除NO/CO2。