闫博威

（沈阳化工大学 资源化工与材料教育部重点实验室，能源与化工产业技术研究院，辽宁 沈阳 110142）

大气中浓度日益增长的CO2被认为是全球变暖的主要原因，而燃烧化石燃料的火电厂则是CO2最大的排放源。减少CO2排放的方法是从烟气中将其分离，产生高浓度CO2并将其压缩储存。钙循环技术利用廉价、来源广泛的石灰石来捕获CO2，以及成熟的流化床技术实现能源消耗和成本的大幅降低，得到了广泛应用。

钙循环技术利用内部连通的双流化床（煅烧炉与碳酸化炉）从电厂烟气中分离CO2并将其压缩储存。理论上，每次循环后1 mol CaO可吸收1 mol CO2，但是，在经历多次煅烧、碳酸化循环后，吸收剂的碳酸化转化率会迅速降低，最终仅剩7%～8%[1]。

目前，大量的研究都集中在模拟电厂烟气条件下吸收剂的活性变化，电厂烟气中含有一定浓度的水蒸气，以往研究表明，在钙循环技术中H2O对钙基吸收剂的活性有显著影响，主要体现在3个过程：煅烧过程[2]、碳酸化过程[3]以及煅烧-碳酸化过程[4]。由于影响吸收剂性能的因素较多，如原料粒径、反应温度、实验仪器、反应气氛等，致使得出的结论以及作用机理不尽相同。WANG[2]等指出，与CO2气氛相比，在石灰石煅烧过程添加60%水蒸气，吸收剂的碳酸化转化率由约40%提升至约70%；而BORGWARDT[5]则指出，在高温下水蒸气会促进CaO烧结，进而导致CaO表面小孔融合成大孔，孔隙率和比表面积加速减小。本文通过总结以往关于H2O对钙基吸收剂捕集CO2性能影响的研究，详细介绍了在钙循环各过程中H2O对吸收剂性能的影响以及作用机理，分别提出了目前面临的技术问题，为实际应用以及进一步的研究指出方向。……