美国的研究进展2000年～2005年，美国ResearchTriangleInstitute(RTI)、ChurchandDwight(C&D)、LouisianaStateUniversity(LSU)在DOE的资助下，开展了碱金属基吸收剂(Na2CO3、K2CO3)干法脱除烟气CO2的研究[8-13]。其目的在于开发一种流程简单、造价低廉的CO2分离技术，该技术利用干法可再生的钠基吸收剂，针对现有的化石燃料燃烧源，包括所有形式的常规发电站进行研究，预计每年可达到减排CO24。4亿t[8]。RTI在这一研究过程中建立了小型流化床系统，用于进行碱金属基的循环脱碳特性研究[12][14]。研究过程中发现，在碳酸化反应中放出大量的热，因此使用钠基吸收剂时，反应器内的温度升高20-60℃左右，使用钾基吸收剂时则升高60-110℃左右。而碳酸化反应为放热反应，因此CO2脱除效率和吸收剂的转化率都很低[15]。79705

然而RTI的研究也存在一些问题:Na2CO3的碳酸化反应速率缓慢，热重试验结果显示，转化率达到80%需要200～300min；研究主要针对甲烷燃烧选定的试验工况，侧重于工程应用，局限性较大，各因素的考察不够全面；在固定床试验中，由于产生的热量不易散失，导致炉内温度过高，碳酸化反应进行不彻底，主要生成Wegscheiderita产物，与正常产生NaHCO3相比，脱碳效率降低40%；在流化床试验中，Na2CO3为吸水性样品，而反应气中有H2O存在，吸收剂前驱物分解时也产生H2O，容易造成样品结块，无法正常流化；试验中，对前驱物进行预处理和碳酸化反应阶段都出现了床层堵塞问题[13]。

初步估算，干法钠基吸收剂工艺的能耗为170kJ/molCO2，该工艺所用吸收剂Na2CO3负载量为40%，正常运行时，25%的Na2CO3转化为egscheiderita[10]。传统的MEA吸收法能耗为:240-276kJ/molCO2。与之相比，从能耗角度考虑，干法钠基脱碳工艺具有较大优势。为了对反应系统进行优化，达到降低风机抽力负荷和吸收床的床层阻力降的目的，RTI还设计出气固并流下行床脱碳工艺[15-23]。如图1。2所示，该系统的吸收床使用气固并流下行床，为了达到增加气固接触时间的目的，床内沿床高处设置了一定数量阻力件，热烟气在脱硫后，与冷吸收剂接触，进行碳酸化反应。吸收剂的再生部分和冷却部分完成场所为两个垂直输料的螺旋输料器内，再生部分的反应介质为50psi的低品质蒸汽，完成再生后，通过水冷螺旋输料器，吸收剂被输送至吸收床顶端，进行循环利用[15]。而在之后的实际实验中发现，烟气为燃烧天然气产生时，CO2脱除效率在80%-98。5%之间；烟气为燃烧煤炭产生时，CO2脱除效率在50%-92。5%之间。

图1。2下行床脱碳-热螺旋输料器再生工艺系统概念图[16]

1。3。2韩国的研究进展

近几年，韩国KyungpookNationalUniversity(KNU)，YeungnamUniversity(YU)，KoreaElectricPowerResearchInstitute(KEPRI)和KoreaInstituteofEnergyResearch(KIER)在韩国科学技术部―韩国科学技CenturyFrontierPrograms‖的资助下，对碱金属基干法脱碳技术也开展了相关的研究[24][25][26][27]。其主要针对负载型钾基吸收剂在固定床、鼓泡流化床和双流化床反应器系统中的反应特性进行了相关试验研究。其中双流化床反应器系统的碳酸化床为高度6m，密相区内径35mm，稀相区内径5mm的快速流化床，再生反应床为高1。28m，内径0。1m的鼓泡流化床，试验中，CO2脱除率为30-60%。

韩国KIER建立起如图1。3所示的中试规模双流化床反应器，对钾基吸收剂在碳酸化反应中的特性进行研究[27]。碳酸化床为快速流化床，其高度为6m，密相区内径为35mm，稀相区内径为25mm，而再生反应床为鼓泡流化床，其高为1。28m，内径为0。1m。进行连续20h的循环脱碳实验，发现CO2脱除效率仅为30%-60%左右[27]。将系统进行放大后，碳酸化床变为高13。5m，内径75mm，再生床变为高2m，内径0。25m，利用模拟烟气进行50h循环脱碳试验，CO2脱除效率为80%左右，通入真实烟气进行稳定运行，2h后，CO2脱除效率仅70%左右[28]。