基于钙循环CO2捕集系统的实际需要,采用挤压-滚圆法制备了用于捕集工业尾气中的CO2的生物质模板改性钙基吸收剂颗粒。主要研究了四种草本生物质(稻草、稻壳、麦秸杆、玉米杆)、不同掺杂比例(2、5、10和20 wt.%)以及20 wt.%微晶纤维素添加、煅烧条件(850℃,100vol.%N2和900℃ 40vol.%CO2)以及不同预煅烧处理工况(N2热解、空气煅烧和煤粉燃烧)下的改性钙基吸收剂颗粒循环脱碳性能。850℃,100 vol.%N2锻烧条件下,发现稻草、稻壳、麦秸杆和玉米杆对钙基吸收剂颗粒的改性效果体现在改善其抵抗循环CO2吸收性能衰减的能力方面。其中,CH-MJ10(10 wt.%麦秸杆掺杂,下同)的吸收剂颗粒改性效果最佳,其CO2吸收量衰减率为12.35%,仅为纯氢氧化钙的衰减率的26.10%。而900℃,40vol.%CO2锻烧条件下,生物质模板改性的吸收剂颗粒的循环脱碳性能不仅没有得到有效地改善,反而随着添加比例的增加,循环脱碳性能表现出逐渐恶化的趋势。尤其是CH-YMG10、CH-DC10、CH-DC20三种颗粒,20次循环单位质量吸收剂颗粒的单位CO2吸收量衰减率依次为79.27%,78.86%、78.69%。造成这些改性吸收剂颗粒脱碳效果较差的原因是生物质中木质素会明显地削弱纤维素和半纤维素对钙基吸收剂颗粒CO2吸收性能的改善效果。此外,生物质模板能够显著改善改性吸收剂颗粒的抗磨损性能。经过6000r磨损测试后,CH-MJ5的磨损率最低,仅为0.73%;CH-DC10次之,为2.12%(而未掺杂的颗粒经过6000 r之后磨损率达到了 6.32%)。进一步选取改性效果良好的纤维素作为造孔模板,测试改性钙基吸收剂颗粒的循环脱碳性能,其中纤维素的添加比例为20 wt.%。发现纤维素模板改性的钙基吸收剂颗粒的尺寸对其循环CO2吸收性能的影响极其微弱,但是尺寸较小的颗粒相较于大颗粒可以较快地达到其最大CO2吸收容量。由于不同粒径的纤维素模板(<45 μm、100-150 μm和>300 μm)具有相似的失重特性,其对钙基吸收剂颗粒孔隙结构的改善作用差异不大,造成纤维素模板粒径对钙基吸收剂颗粒的循环CO2吸收能力和吸收速率的影响微弱。相较于N2热解预锻烧处理,空气煅烧和掺混煤粉燃烧易造成钙基吸收剂颗粒烧结的恶化,导致其循环CO2吸收能力的下降。同时,N2热解能够在吸收剂颗粒内部形成稳定的硬质骨架结构,维持吸收剂颗粒在循环脱碳过程中孔隙结构的稳定,增强吸收剂颗粒循环吸收CO2的稳定性。此外,掺杂>300 μm的纤维素在获得较为良好的脱碳性能之外,还具有良好的机械性能。