碱金属基干法脱除CO2实质是利用碱金属碳酸盐与烟气中的CO2接触并发生化学反应，形成不稳定的盐类，而该类盐在一定的条件下会逆向分解释放出CO2而再生，从而达到将CO2从烟气中分离脱除的目的。与化学溶液吸收法相比，碱金属基干法捕获CO2技术具有反应能耗低、循环利用效率高、对设备无腐蚀、无二次污染等优点，已成为国内外学者研究的热点。本文着重研究了燃煤飞灰负载K+基吸收剂在流化床反应器中捕集CO2的吸收和再生特性。通过对比六方晶系K2CO3和单斜晶系K2CO3的比表面积、孔径和孔容可知，六方晶系K2CO3的微观结构和形貌较好，选定由KHCO3分解而得到的六方晶系K2CO3作为负载型K+基吸收剂的活性组分。通过对载体材料的颗粒形状及光滑度、颗粒粒径分布和成本等方面综合考虑，选用上海闵行电厂燃煤飞灰作为负载型K+基吸收剂的载体材料。新型燃煤飞灰负载K+基吸收剂主要由活性组分、载体材料和粘结剂等组成，其中活性组分为分析纯KHCO3，载体材料为上海闵行电厂燃煤飞灰，粘结剂为泡花碱(液体硅酸钠)，吸收剂的制备步骤主要包括研磨、混合、干燥和煅烧等。通过研究负载率、碳酸化反应温度、碳酸化反应气氛、水蒸汽预处理时间等对其碳酸化反应的影响，得出燃煤飞灰负载K+基CO2吸收剂在流化床中碳酸化反应最佳条件。结果表明，负载率的增加会促进化学反应的进行，增强CO2吸收性能，延长CO2穿透时间，但受限于KHCO3负载率难以提升，以及考虑到吸收剂的耐磨性，负载率在30%~40%之间较适宜；K+基CO2吸收剂加入水蒸汽预处理后能让吸收剂更充分的与CO2反应，CO2穿透时间比没有加水预处理提高了0.4min，水蒸汽预处理10min，穿透时间为1.53min；碳酸化反应温度会影响反应效果，反应温度过低会降低反应速度，但由于碳酸化反应过程是一个放热反应，温度过高会抑制反应的发生，最佳反应温度为60℃；反应气氛中通入的CO2初始浓度越高，CO2穿透时间越短。通过研究负载率、升温速率、终温以及反应气氛等条件对吸收剂再生反应的影响，得出K+基CO2吸收剂最佳的再生反应条件，同时求取吸收剂在不同情况下的再生反应动力学参数，并分析其特性。结果表明，不同负载率的吸收剂再生反应在100℃开始反应，210℃左右反应结束，在170℃附近反应最迅速；负载率为35%时，最大转化率最大，为96.7%，分解表观活化能最小，为110.5kJ/mol，此时吸收剂最易分解，再生性能最好；再生反应的进行与升温速率的关系不大，当升温速率达到10℃/min以上时，其CO2的浓度曲线比较接近；当温度达到150℃时，吸收剂均能充分分解，最大转化率均超过95%；温度低于200℃时再生反应受温度的影响较大，温度高于200℃后，终温对再生反应的影响减弱；当将反应气氛中通入H2O时，反应效率明显降低，通入H2O的量越多，反应效果越差，这是因为再生过程中K+基CO2吸收剂中的KHCO3会分解生成CO2和H2O，而且分解反应是一个动态平衡的过程，当再生气氛为H2O时，会使KHCO3的分解反应向逆反应方向进行，不利于K+基吸收剂的再生。