海水脱钙固碳工艺在脱除海水中钙离子的同时也能固定二氧化碳,因而受到关注,但仍存在着理论研究不够完善、碱源消耗量大等问题。因此本课题开发了一种鼓泡塔强化其气液传质过程并实现了连续生产,开展了中试实验研究,为实现工业化提供了理论依据。首先,设计了小型鼓泡塔并探究海水脱钙固碳工艺。以脱钙率、固碳率、传质系数为指标,在温度、空气流量、二氧化碳流量三个变化条件下,探究最优的工艺条件,并通过p H、HCO3-、CO32-的变化探究其内部动态变化规律。同时考察了养晶时间对脱钙率的影响,以期在低温条件脱钙时可通过养晶过程提高脱钙率。结果表明在空气流量4 L/min,二氧化碳流量60 L/h,温度50℃条件下,具有高的脱钙率、固碳率和总传质系数。固碳率随温度升高而降低,脱钙率随温度升高而升高,溶液p H值随着二氧化碳流量增大而减小,空气流量过高不利于气液吸收。通过养晶过程,较低的初始脱钙率能提高至90%以上。在脱钙固碳工艺优化的基础上,为提高副产品碳酸钙的品质,又考察了镁离子浓度、温度、液位、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）浓度对碳酸钙纯度、粒度和形貌的影响。结果表明镁离子浓度增大能够促进碳酸钙的晶型转变,有利于文石晶须的生成且不利于脱钙反应的进行,随着镁离子浓度的升高固碳率呈先升高后降低趋势。温度的升高,一方面能够提高氧化镁的转化速率从而影响产品的纯度,另一方面能导致晶体的团聚。液位决定了气液接触和反应时间,高液位容易产生大团聚体,较低的液位又会造成反应不充分。加入SDBS后明显加剧了晶体团聚,增大了产品的平均粒径,在较低浓度时可形成文石晶须,随着SDBS浓度的升高文石晶须逐渐消失。最后通过物料衡算设计了中试工艺流程并进行中试实验和经济衡算,在空气流量120 m3/h、二氧化碳流量6 m3/h、50℃条件下实时脱钙率达到80%以上,通过养晶达到90%以上。常温条件下反应后通过24 h养晶脱钙率也能够达到90%以上,并能够得到纯净的碳酸钙,中试与小试实验结果一致。