CO₂气体的过量排放是造成温室效应的主要原因,关于CO₂的有效捕集成为研究的热点。使用氧化钙基吸附剂捕集CO₂是处理高温CO₂的有效途径,但是氧化钙基吸附剂存在稳定性较差的缺点,而且对其在固定床反应器上的CO₂吸附性能研究较少。本论文通过掺杂惰性组分的方法改善氧化钙基吸附剂的稳定性,并在热重和固定床反应器上考察了吸附剂的CO₂吸附性能。采用共沉淀法制备了掺杂铝的氧化钙基吸附剂,其对CO₂吸附性能良好。600℃吸附/700℃脱附时,在热重上经历18次吸附/脱附循环后CO₂吸附容量由最初的0.57 gCO₂/g sorbent降低到0.47g CO₂/g sorbent。进一步在固定床反应器上系统考察了吸附剂颗粒大小、CO₂分压、吸附温度、吸附压力和水含量等对CO₂吸附过程的影响,并探究了不同因素的影响机理。向体系中引入水蒸气或提高吸附压力都可以大幅提高吸附容量,水蒸气含量为1.3%时吸附容量达到0.48gCO₂/g sorbent,体系压力为1.3MPa时吸附容量达到0.53 gCO₂/g sorbent。RPM是一种典型的气固相非催化反应模型,将此模型应用于掺杂铝的氧化钙基吸附剂的CO₂吸附过程,根据模型可预测吸附剂不同温度下在快速反应阶段所能得到的CO₂吸附容量,采用此模型所得理论数据与实验数据吻合良好。采用溶胶-凝胶法制备了掺杂铈的氧化钙基吸附剂,XRD结果表明铈以CeO₂的形态存在于吸附剂中。Ca/Ce为15的吸附剂表现出优异的CO₂吸附性能,初始CO₂吸附容量达到0.59 gCO₂/g sorbent,CaO的摩尔转化率达到90%;同时稳定性优异,经过18次吸附/脱附循环后吸附容量和转化率均保持不变;吸附速率较未掺杂铈时明显提高。掺杂铈后CaO晶粒明显减小,有助于吸附在快速反应阶段进行;同时,铈的掺杂改变了吸附剂的形貌,使吸附剂由块状结构变为蓬松、薄层壳状交联结构,有利于CO₂吸附过程的有效进行,因此吸附剂表现出较高的吸附容量。另外,吸附剂中CaO与CeO₂均匀分散,CeO₂的存在有效地抑制了CaO颗粒的团聚和烧结,极大地提高了吸附剂的吸附/脱附循环稳定性。