近年来,由于城市污泥产量的迅速增长以及传统污泥处理方式的局限性,人们开始探索更加高效、环保的污泥处理方式。由于污泥中包含大量有机物质,对其进行气化不仅能实现污泥的减量化,而且能产生可燃性合成气,减少重金属排放,因此污泥气化具有良好的发展前景。然而污泥气化过程中会产生大量焦油和CO₂。焦油会降低气化效率,影响设备运行;而CO₂不仅是温室气体,而且会降低合成气的热值。基于钙基吸附剂的污泥气化是制取富氢合成气的高效方式,CaO可在高温下吸附CO₂,有利于水气变换反应和甲烷重整反应的正向进行,进而提高H₂的产量。然而CaO在高温下易烧结团聚,且CaO催化焦油裂解的效果有限。因此,提高钙基吸附剂的CO₂循环捕集性能以及其催化制氢性能具有重大的意义。本文首先以Al₂O₃为载体,分别选用湿式混合法与溶胶-凝胶法对CaO进行载体改性处理,研究了不同温度下不同方法制备的钙基吸附剂对污泥蒸汽气化的影响,以及不同方法制备的钙基吸附剂的CO₂循环捕集性能,得出以下结论:温度的升高以及钙基吸附剂的加入都可提高合成气中H₂的浓度和产量及气化冷煤气效率;溶胶-凝胶法制备的钙基吸附剂展现了更高的CO₂循环捕集性能,获得的合成气中的H₂浓度和产量以及气化冷煤气效率均更高。然后,采用溶胶-凝胶法,分别以金属Al、La及Zr作为惰性载体对CaO进行载体改性,研究了不同温度下三种载体改性钙基吸附剂对污泥蒸汽气化的影响,以及三种载体改性钙基吸附剂的CO₂循环捕集性能,结论如下:金属Al、Zr及La对污泥气化没有明显的催化效果;以Al为载体改性的钙基吸附剂展现了最高的CO₂循环捕集性能,在经过10次循环（700℃碳酸化35min,850℃煅烧5min）后,碳酸化率稳定在68%左右,获得的合成气中的H₂浓度和产量以及气化冷煤气效率均最高,CO₂体积分数最低。在以Al₂O₃为载体的基础上,分别用金属Co、Mg及Ce对CaO进行催化活性成分改性处理,研究了不同催化活性成分改性的钙基吸附剂对污泥蒸汽气化的影响,结论如下:金属Mg和Ce对污泥蒸汽气化制取富氢合成气没有明显的促进作用,金属Co的加入显著提高了合成气中H₂的产量和浓度及气化冷煤气效率。在以Al₂O₃为载体的基础上,进一步研究了Co含量对污泥蒸汽气化的影响,以及Co含量对钙基吸附剂的CO₂循环捕集性能的影响,主要结论如下:提高Co的添加量可促进焦油裂解和甲烷重整反应,有利于污泥蒸汽气化制取富氢合成气;在650℃下,相比于纯CaO,添加Co含量为15%的吸附剂时,H₂产量提高了102%,H₂浓度提高到85%;以Al₂O₃为载体,Co为催化活性成分的双改性钙基吸附剂展现了优异的CO₂循环捕集性能,且其性能随着Co含量的增加而降低。其中,Co含量为10%的钙基吸附剂在30次循环中碳酸化率稳定在70%左右。