近年来随着温室气体排放量的不断增加,地球的温室效应逐渐加重,使全球气候变暖,进而带来了一系列气候和生态问题。二氧化碳是温室气体中对温室效应贡献较大的一种气体,贡献值为9%-26%,C02在大气中的密度可达到400ppm,在大气中的停留时间可达到30-95年。当前我国电力行业烟气的C02排放量所占的比例很大。中国火电厂的CO2排放量逐年快速增长。在过去十年间,火电厂的CO2排放增长量占到全国CO2总排放增长量的49.1%。因此减少火电厂的碳排放量是非常急迫的。通常火电厂的烟气温度可高达600℃。然而传统的CO2捕集要求在低温下进行操作,降低烟气温度则会增加额外的能耗。因此本文着重研究了高温钙基吸附剂的CO2吸附过程。钙基吸附剂具有来源范围广、使用成本低、吸附量大的优点。本文首先用样品碳酸钙研究了钙基吸附剂在固定床中吸附CO2的基本操作参数对二氧化碳吸附量的影响。得出的结论是钙基吸附剂在800℃下煅烧,650℃下吸附的效果最好,吸附量为387.9mg/g。过高的煅烧温度会使吸附剂发生烧结,进而影响吸附CO2的能力,900℃煅烧后的吸附量仅为290.5mg/g。过高的吸附温度会使化学反应平衡逆向移动,不利于钙基吸附剂捕集C02。适当减小颗粒粒径可以有效提高吸附剂的比表面积,但是过多地减小粒径会使颗粒在高温煅烧过程中发生积聚,反而使比表面积减小。因此碳酸钙的粒径在250-450μm之间进行煅烧后的吸附效果最好,吸附量为509.8mg/g。CO2浓度或气体总流量过大会使钙吸附剂表面迅速生成碳酸钙附着于氧化钙之上,进而堵塞孔道的入口;而浓度和流量过小又会使CO2分子的穿透力不足。因此应选取合适的浓度和流量进行实验。CO2浓度15%(N2浓度为85%),总流量为50mL/min条件下吸附CO2的效果最好,吸附量为387.9mg/g。以共沉淀法制备钙基吸附剂,选用不同沉淀剂会对钙基吸附剂的CO2吸附效果产生很大的影响。在KOH、NaOH、NH4HCO3和Na2CO3四种沉淀剂中,KOH作沉淀剂所制得的钙基吸附剂的吸附量最大,为470.1mg/g;Na2CO3作沉淀的吸附量最小,为147.0mg/g。但是Na2CO3作沉淀所制钙基吸附剂的循环稳定性最好,经过十次循环后的损失量只有55.2mg/g;NaOH损失最大,十次循环后的损失量为250.3mg/g。选用不同的钙盐制备钙基吸附剂亦对CO2吸附效果产生影响,但是其效果不如沉淀剂的效果明显。在Ca(NO3)2、CaAc2和CaCl2三种钙盐中,Ca(NO3)2制得的钙基吸附量最大,吸附量为470.lmg/g;CaCl2的吸附量最小,为261.1mg/g。而CaCl2所制得的吸附剂却有较好的稳定性,十次循环后的损失量为126.3mg/g;吸附稳定性最差的为CaAc2所制的吸附剂,循环损失量为290.8mg/g。此外还使用了共沉淀法对钙基吸附剂进行金属的改性掺杂。掺杂Mg后吸附剂稳定性有所提高,十次循环吸附的损失量由纯氧化钙的361.5mg/g减少到Ca/Mg掺杂7:3时的145.1mg/g。掺杂Zr的吸附剂稳定性提升得最为明显,循环吸附损失量由纯氧化钙的361.5mg/g减少至Ca/Zr掺杂7:3时的45.1mg/g。但由于Zr和Ca在高温下反应生成CaZrCO3,会使得有效钙含量下降,进而使钙基吸附剂整体的吸附量降低。部分Ca、La掺杂比例钙基吸附剂的吸附量整体有所提升,Ca/La掺杂6:4的首次吸附量为491.2mg/g,比7:3的吸附剂还高出29.1mg/g。