图1。3 “碳酸化-再生”双流化床脱碳系统[27]

1。3。3加拿大的研究进展

加拿大的CAMMENT研究中心还建立了中试规模输运床反应器用于研究负载型碱金属基吸收剂的脱碳特性[29]。研究发现，在3%的CO2浓度下，经过七次脱碳/再生循环，CO2的最大脱除率仅从95%降至92%，反应器内温度的提升量由4℃增大到11℃，而平均粒径从0。076mm降为0。072mm。而分析纯试剂SBC3#和T-50的CO2最大脱除率只有52%和56%。但是当CO2浓度从3%升至15%时，其CO2的最大脱除率降至61%。这一现象的主要原因是输运床内气速较高，气固接触时间较短导致的吸收剂碳酸化反应不彻底。论文网

图1。4中试规模的输运床反应器系统图

1。4国内的研究进展

国内以东南大学为代表的研究机构也对碱金属基干法脱除CO2方面有着较为深入的研究。东南大学的学者在改进的热重分析试验系统上对吸收剂活性组分材料进行选择，研究发现，分析纯K2CO3和水合碳酸钾分解制得的K2CO3碳酸化性质较差，而由碳酸氢钾分解制得的K2CO3表现出了优异的碳酸化反应性质[30][31]。分析了反应的机理[32]，并进行了K2CO3碳酸化反应和再生反应机理及反应动力学研究[33][34]。

同时，他们还系统研究了反应温度、CO2浓度、H2O浓度、O2浓度以及压力等参数对纯碳酸钾碳酸化反应和再生反应的影响规律及其机理[35]。利用多种分析仪器对碳酸钾碳酸化反应和再生反应的反应生成物的化学组成、物理特性进行分析化验，研究了上述反应的过程和机制。图1。5碱金属基CO2脱除-吸收剂再生综合试验系统示意图

1。空压机 2。钢瓶气 3。缓冲罐 4。计量泵 5。流量计 6。电加热器 7。二氧化碳吸收床

8。吸收剂再生床 9。螺旋给料器 10。布袋除尘器 11。冷凝器 12。循环风机 13。烟气分析仪

14。数控柜 15。冷却水水泵

东南大学的吴烨等人建立了如图1。5所示的国内首套中试规模的―碱金属基固体吸收剂CO2脱除-吸收剂再生‖综合试验装置，并进行了循环工质为K2CO3/Al2O3的循环脱碳试验，发现对模拟烟气中CO2的脱除效率可达到75%以上，在稳定运行20小时后，CO2脱除效率保持不变，且吸收剂可维持良好的结构稳定性。通过控制改变料层高度、物料循环量、反应温度和水蒸气浓度等因素，可使CO2脱除效率达到95%以上。文献综述

东南大学在针对钾基CO2吸收剂的研究发现，当停留时间足够时，钾基吸收剂的CO2吸收量可达2。4mmol/gsorbent，但是在双鼓泡床串行连续反应系统中吸收量仅为0。86mmol/gsorbent。因此，如进一步增加料层高度，延长气固接触时间；增加物料循环量，保证更多新鲜物料参与脱碳；对反应参数（如脱碳温度，水蒸气浓度等）进一步优化，可以使CO2脱除率得到进一步提高[36]。

从以上研究体现出来的不足来看，优化反应器的形式及其操作方式在提高吸收剂的实际利用效率上仍有很大空间。

目前仍存在的问题

综上所述，碱金属基干法脱碳技术由于反应能耗低、吸收剂循环利用效率高、对设备无腐蚀，无二次污染等优点成为当前的研究热点之一。而获得与该技术相匹配的反应器也是需要解决的一大问题，因为吸收剂实际的CO2脱除效率还与反应器的型式有较大关联。反应器内的气固接触时间以及吸收剂的循环量均受到反应器型式的影响。