为将全球平均温度升高控制在2°C的气候“红线”以内,推广碳捕集与封存技术（CCS）日益迫切。钙基循环捕碳技术因成本低廉、能耗相对较小而具有广阔的应用前景。但钙基吸收剂（活性成分是CaO）在高温下易烧结失活,从而增加了物耗和能耗,成为该技术进一步推广的一大障碍。本论文针对此问题,采用引入稳定剂（铝或硅）的方法提高钙基吸收剂在高温下的循环稳定性,并将成型的颗粒在流化床中实现了循环捕碳的应用。取得的主要试验结论如下:以乙酸钙和硝酸铝的混合溶液为前驱体,分别采用普通热蒸干、冷冻干燥和喷雾干燥三种不同的干燥方式,合成了铝稳定的钙基吸收剂(CaO-Ca₉Al₆O₁₈)。在热重分析仪（TGA）中对这些吸收剂进行了30个循环的CO₂捕集测试,结果表明喷雾干燥样品SD70（活性CaO 70 wt.%）性能最佳,第30个循环吸收量可达到0.44g-CO₂ g-sorbent^-1,30个循环内的总CO₂吸收量可达到14.0 g-CO₂ g-sorbent^-1（吸收:650°C,15 vol.%CO₂,30 min;再生:850°C,纯N₂,无停留时间）。苛刻测试条件下（吸收:650°C,90 vol.%CO₂,5 min;再生:950°C,90 vol.%CO₂,无停留时间）,该样品第30个循环的吸收量为0.33 g-CO₂ g-sorbent^-1,30个循环内的总CO₂吸收量为11.9 g-CO₂ g-sorbent^-1。以乙酸钙和硅酸钠为前驱体,采用与上述相同的方法合成硅稳定的钙基吸收剂（CaO-Ca₂SiO₄）。TGA循环测试结果显示冷冻干燥样品FD90（活性CaO 90 wt.%）性能最佳,第30个循环吸收量可达到0.41 g-CO₂ g-sorbent^-1,30个循环内的总CO₂吸收量可达到14.0 g-CO₂ g-sorbent^-1（吸收:700°C,15 vol.%CO₂,20 min;再生:850°C,纯N₂,5 min）。苛刻条件下（吸收:700°C,15 vol.%CO₂,20 min;再生:920°C,纯CO₂,5 min）,该样品第30个循环的吸收量为0.21 g-CO₂ g-sorbent^-1,30个循环内的总CO₂吸收量为8.0 g-CO₂ g-sorbent^-1。利用欧拉-欧拉双流体模型对吸收剂颗粒在流化床中的冷态流化进行了数值模拟,结果显示1.5 L min^-1的气体流量可实现床层的良好流化。在流化床反应器中对Al-SD90、Si-FD90和天然生石灰进行了10个循环的捕碳测试,结果表明Al-SD90和Si-FD90的捕碳性能远远优于天然生石灰。动力学分析表明以上三个样品在流化床反应器中仍遵从两阶段反应规律。磨损率分析表明抗磨损性能Al-SD90>Si-FD90>天然生石灰。