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氢是一种理想的能源载体,在清洁燃料领域具有重要的意义。甲烷水蒸汽重整制氢工艺是制氢的重要途径,二氧化碳吸收是强化该制氢过程的重要手段,而二氧化碳吸收剂性能将直接影响制氢工艺的优劣。本文对氧化钙基二氧化碳吸收剂进行氧化锆负载改性,并考察其吸收性能。本文通过负载氧化锆,对氧化钙基高温CO2吸收剂进行改性,制得CaO-ZrO2粉体的前驱体,然后再经高温煅烧,即得到经锆改性后的吸收剂。实验采用XRD、SEM及热重分析仪对吸收剂进行测试表征,考察了不同制备方法和制备条件(前驱体、颗粒粒径、Zr/Ca比例等)对吸收剂的锆改性效果,研究得到如下结论：采用化学沉淀法制备的锆改性吸收剂,吸收剂颗粒粒径减小,降低了二氧化碳气体向吸收剂内部扩散的阻力；颗粒粒径为120～160目的吸收剂可降低吸收反应过程中的孔堵塞；当Zr/Ca=1/40时,吸收剂中掺杂ZrO2形成了良好的介孔结构,可缓解氧化钙在高温下的烧结和破碎程度,提高吸收剂的循环热稳定性。实验采用直径为φ34mm固定床反应器对经锆改性的吸收剂进行高温CO2吸收及煅烧再生性能的测试和评价,考察碳酸化操作条件(碳酸化反应及再生时间、碳酸化温度、再生温度、CO2分压等)对二氧化碳吸收转化率的影响。测试结果表明,化学沉淀法制备的锆改性吸收剂,当Zr/Ca=1/40,颗粒粒径为120～160目时,CO2分压为30%,碳酸化温度为650℃,反应时间30 min,再生温度为800℃,再生时间30 min反应条件下,最大吸收转化率达到82.6%,且在10次循环吸收反应后仍保持较高的碳酸化转化率73.6%。经锆改性的吸收剂,具有良好的内部孔隙结构,在高温下达到较高的C02吸收率,再生温度降低维持了吸收剂的循环热稳定性,对C02的吸收具有较大的潜力,为强化甲烷水蒸气重整制氢工艺的可行性研究提供了基础。