文 献 综 述
本课题研究背景
全球持续变暖已经成为当今世界的一个重大问题，随着《京都议定书》的签订和《哥本哈根协议》的达成，世界各国开始正视这一问题并承担起自己的责任，为改善全球气候变暖这一现状而努力。
在造成温室效应的气体中，CO2是对气候变化影响最大的温室气体，它产生的增温效应占所有温室气体总增温效应的63％。而在2013年，中国的碳排放量超越美国，排在了世界第一。针对愈加严重的碳排放问题，中国政府承诺，到2020年中国单位国内生产总值CO2排放比2005年减少40%～45%，任务艰巨。我国已成为了全球履约的焦点，承受的国际压力越来越大。根据国家发改委能源局2008年的中国能源结构报告，中国一次能源消费中化石燃料占92.5%，其中煤炭占69.5%，以煤为主的化石燃料燃烧过程中排放的CO2是CO2排放的最大贡献者。基于我国二氧化碳的排放现状，实施二氧化碳捕集是减少二氧化碳排放最有效的途径之一，因此加强CO2捕集技术的研究和储备，已成为我国科技和经济发展的当务之急。目前的脱碳技术，从分离作用在燃烧的不同阶段分， 主要有3种， 即: 燃烧后捕集[1]、燃烧前捕获[2]、燃烧中脱碳[3][4]。
目前学术界和工业界公认最具前景的几个脱碳技术为循环流化床O2/CO2燃烧技术、碱金属基固体吸收剂低温脱除烟气中CO2的新工艺和钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO2技术。在这其中，氧燃料燃烧(即O2/CO2燃烧)技术和钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO2技术对燃烧设备有一定的要求，现有的电厂燃烧设备需要进行适当改造才能与之匹配。它们可广泛应用于以后的新建电厂。相比而言，碱金属基固体吸收剂低温脱除烟气中CO2的技术，不需要改变电厂原有的设备和布局，只需要在原有设备基础上增加一套CO2分离装置，对我国现有的绝大多数火力发电厂，技术可行性高。
利用碱金属基固体吸收剂低温脱除烟气中CO2，其碳酸化温度为60～80℃ ，再生温度为100～200℃。在该温度下，吸收剂不易失活，多次循环后仍可保持较高的转化率。该系统置于脱硫脱硝设备之后，避免因硫氧化物、氮氧化物造成的吸收剂大量失效。经脱硫脱硝后，烟气温度降至200℃左右，该反应系统所需能量可完全由烟气余热提供。成本和能耗都很低。因此碱基吸收剂具有广阔的应用前景[5]。
相对于其他技术，碱金属基吸收剂干法脱碳技术的主要优势在于：其一，与MEA湿法吸收CO2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℃，再生能耗低，且在上述温度区间，吸收剂多次循环后仍可保持较高的反应活性；其三，碱金属碳酸盐（Na2CO3或K2CO3）对环境没有危害，不会造成二次污染[6]。
碱金属基干法脱碳技术的原理
该技术的基本原理主要通过以下2个化学反应实现CO2的脱除和吸收剂的再生。
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