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目前，世界上许多国家正积极发展二氧化碳排放控制技术。对于燃煤电厂的CO2脱除，燃烧后脱碳技术的发展相对成熟。近年来，在众多的燃烧后脱碳技术中，美国Research Triangle Institute提出的利用碱金属基吸收剂干法脱除CO2的技术日益受到关注[8] [9] [10]。该技术的主要优势在于：其一，与湿法化学吸收法相比，吸收剂对设备的腐蚀显著减轻，系统较为简单；其二，碱金属基吸收剂属于低温吸收剂，其碳酸化温度为60℃ -80℃ ，再生温度为100℃ -300℃ ，在这些温度区间，吸收剂多次循环后仍可保持较高的反应活性；其三，碱金属（Na2CO3 或K2CO3 ）对环境没有危害，不会造成二次污染[11]。87664

用干燥的固体碱金属基化学吸收剂（M2CO3，M=K，Na）来吸收烟道气中的CO2，它的反应温度可以低于200℃。吸收过程如式（1。1）所示，CO2、水与碳酸盐吸收剂在 60-110℃的条件下发生反应，形成碱金属碳酸氢盐。式（1。2）所示为将碳酸氢盐在100-200℃的温度下再生，得到碱金属碳酸盐，释放出CO2的过程。图1。3[12]所示为碱金属固体吸收剂脱除烟气中CO2技术的原理图。脱除过程主要通过以下两个化学反应实现，其中 M 为 Na 或 K： 

碳酸化反应：M2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)→2MHCO3(s)     （1。1）

再生反应：2MHCO3(s)→M2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)       （1。2）

图1。3  碱金属基固体吸收剂脱除烟气中CO2技术的原理图

到目前为止，各国各研究机构对于碱金属基固体吸收剂的研究总结了许多宝贵的经验和数据。

韩国研究机构KNU对碱金属吸收剂低温下脱除二氧化碳过程进行了相关研究。Lee[13][14][15]等通过将K2CO3负载于AC、TiO2、CaO、MgO、Al2O3、NaX、SiO2等载体上，利用小型固定床反应器考察钾基吸收剂的CO2吸收能力和循环反应特性，结果表明，以TiO2、Al2O3、MgO、AC为载体的吸收剂的CO2脱除能力较强，但循环反应性能差异较大。以活性炭和TiO2为载体的吸收剂与CO2反应产物为KHCO3，可再生性能好，经过十次循环反应吸收能力没有显著变化；以MgO和Al2O3为载体的吸收剂与CO2反应副产物较多，使其循环吸收CO2的能力衰减迅速。低温下，K2CO3/TiO2再生能力优于K2CO3/AC。该研究机构还发现，吸收反应前对吸收剂进行水蒸气预处理，可以生成了K2CO3·1。5H2O活性成分，使吸收剂可以与CO2迅速发生吸收反应，同时各吸收剂的最佳反应温度区间缩短到50-70℃[16]。论文网

美国三角研究所（Research Triangle Institute ，RTI）、切奇杜威公司（Church and Dwight ，C&D) 和路易斯安那州立大学（Louisiana State University ，LSU) 对钠基吸收剂干法脱除烟气中CO2进行了研究[17]。该技术利用可再生的钠基固体吸收剂吸收CO2，预计每年可以使化石燃料常规电站减排4。4Gt CO2。其中RTI主要负责对吸收剂的碳酸化特性进行研究，C&D 主要负责研制吸收剂，并研究其化学组成和表观特征，LSU则主要负责研究影响吸收剂碳酸化和再生反应的因素及其循环特性[18]。研究发现，由精细NaHCO3粉末分解制得的Na2CO3的碳酸化反应性质优于其它样品。在选取的气氛条件下，该样品在 60-70 ℃范围高效吸收CO2，并在120-200℃进行再生反应。热重试验显示：60℃时，碳酸化产物为NaHCO3；70℃时，产物为Na2CO3·3 NaHCO3。多次循环试验后吸收剂的脱碳性能没有显著衰减，但存在SO2和O2时，样品反应生成了Na2SO3或Na2CO3，使得吸收剂失活[19]。他们的研究目前还须克服Na2CO3的试验工况局限性大、碳酸化反应速率慢、固定床试验温度不易控制等问题。

东南大学赵传文等[20]采用热重分析仪研究了钾基吸收剂和负载型钾基吸收剂的对CO2的吸收反应特性，结果表明，钾基CO2吸收剂的再生反应最佳分解温度为200℃，CO2和H2O 在低温时对再生反应有阻碍作用。与不同韩国科研机构的研究结果的是，赵传文的研究结果表明单斜晶系的 K2CO3·1。5H2O 很难与CO2发生反应，而由 KHCO3分解产生的六方晶的K2CO3具有较高碳酸化反应性能，可以与CO2迅速发生反应。对不同的载体材料（硅胶、活性Al2O3、活性炭等）的钾基吸收剂在流化床反应器上进行的碳酸化反应实验，其结果表明采用硅胶为载体的吸收剂对CO2吸收性能较差，主要原因是硅胶负载的吸收剂耐磨性较差；其他几种吸收剂CO2吸收效果良好，其中K2CO3 /Al2O3耐磨损性能较好。  (责任编辑：qin)