中国作为全球最大的水泥生产国,水泥产量一直稳居世界第一位,水泥工业早已成为了工业生产碳排放的又一主要排放源。当前,控制温室气体排放成为世界广泛关注的焦点,而在当前CO₂减排技术中,采用氧燃烧富集CO₂对水泥行业碳减排有着重要的现实意义。水泥生产原料的主要成分为石灰石,在富氧燃烧技术中,水泥分解炉内利用CO₂代替了N2,因此分析石灰石在高CO₂氛围下分解特性的重要性不容忽视。本文重点研究了不同氛围下石灰石微观结构对其分解过程的影响。在空气氛围下和不同CO₂氛围下,利用热重分析仪、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）以及氮吸附仪对不同的石灰石进行实验检测,对比了不同微观结构石灰石在不同条件下的热分解失重曲线、分解特性参数以及分解活化能变化差异,分析了石灰石分解过程中物理化学结构、微观结构的变化特征。本文利用四种不同微观结构石灰石作为样品,其中两种石灰石结构疏松,结晶情况较差,另外两种结构致密,结晶较好。得到以下结果,空气氛围下石灰石分解平缓,O₂/CO₂氛围下分解剧烈。CO₂浓度越大,升温速率越高,则石灰石分解推后越明显,分解所需温度越高,分解温度区间范围逐渐减小,分解速率相对逐渐增大,分解所用时长逐渐减小。CO₂浓度的提高对石灰石分解的影响将趋近于一定的限度。氛围的改变对结构紧密结晶度高的石灰石分解特性参数的影响较小,而对结构松散的石灰石的影响巨大。不同氛围下石灰石分解活化能都呈现出单一下降趋势。空气氛围下石灰石分解过程较为平稳,分解过程的活化能变化很小。且结晶度越高、结构越为紧密的石灰石,其分解平均活化能越高。O₂/CO₂氛围下,分解过程十分剧烈,且随着CO₂浓度增大活化能变化曲线越来越陡峭,变化幅度非常大,下降趋势非常明显。且石灰石晶体结构越致密越完善,则活化能变化程度越小,CO₂浓度的改变对其分解活化能的变化影响也越小;反之晶体结构越差的石灰石,则活化能变化程度越大。在O₂/CO₂氛围下煅烧,推后了石灰石分解,反应接触面积大,且分解速率高于空气氛围,所需分解时间较短,影响了分解中重结晶的过程,进而改变了分解产物颗粒的表面形态。结晶程度越高的石灰石比结构较为松散的石灰石煅烧出来的样品微观表面相对较紧凑。石灰石晶体结构越差,其在同样条件下完全分解形成的产物的结构也更为松散,孔隙度较高。石灰石受热过程中,因晶格膨胀现象,石灰石中原有CaCO₃衍射峰向左偏移2θ变小,结晶度以及晶粒尺寸增大。结晶度越大的石灰石晶粒尺寸增加的越小,反之则晶粒尺寸增加的幅度很大。在分解过程中分解产物CaO的晶粒尺寸、结晶度与原样石灰石的晶粒尺寸大小趋势相同。结晶程度越高的石灰石,分解过程中生成产物CaO的结晶度以及晶粒尺寸变化幅度都相对很小;反之则越大。