洁净煤技术

作者：杜振, 张立麒, 张杨, 刘博, 朱文韬, 罗聪, 喻江

关键词：CaO吸附剂,CO₂捕集,造粒,反应器设计,抗烧结

在全球气候变化和“双碳”目标的推动下，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术成为工业领域实现温室气体减排的关键。高温钙基固体吸附CO2捕集技术因成本低、吸附容量高而备受关注，然而CaO吸附剂在循环过程中易烧结、磨损，致使性能衰减，限制了其规模化应用。综述了近年来CaO吸附剂的改性方法、规模化制备工艺、反应器设计以及钙循环中试装置的研究进展。在改性方法上，有机酸、碱金属盐、生物质衍生材料、金属氧化物及固体废弃物等均可用于改性CaO吸附剂，例如，丙酸改性的石灰石在100次循环后CO2捕集能力为未处理样品的4倍。吸附剂颗粒制备技术包括挤压法、滚圆法、挤压–滚圆法、浇铸法、核壳法等，不同方法制备的颗粒在机械强度、CO2捕集能力等方面各有差异。例如，挤压−滚圆法结合喷雾干燥技术制备的吸附剂微球，25次循环后CO2吸附量较高且抗磨损能力强，旋转3000次后的失重率低于0.8%。在反应器方面，流化床反应器应用最为广泛，但存在颗粒磨损的问题；移动床反应器可缩小反应器尺寸，但存在阻力的问题。另外，多个国家和地区的中试装置验证了钙循环CO2捕集技术的可行性，如德国斯图加特的200 kWh平台、西班牙La Pereda的1.7 MWh平台等，可实现约90%的CO2捕集效率。最后，指出未来需突破低成本规模化制备工艺，解决现有成型技术原材料成本高、成品率低等问题；优化反应器传热传质性能；推进构建余热梯级利用的能量集成系统，降低捕集能耗，从而推动CaO吸附剂CO2捕集技术从工程验证迈向工业化应用的关键跨越。

来源：2025年第6期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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