面对全球气候变化,二氧化碳的捕集与封存被视为一项重要的负排放技术。熟石灰,因其独特的钙循环,在该领域展现出颇具潜力的应用前景。

其核心技术路线被称为“钙循环”。首先,利用熟石灰的主要成分氢氧化钙与烟气中的二氧化碳在相对低温下(400-600°C)进行碳化反应,生成碳酸钙。这一过程实现了对二氧化碳的化学捕集。随后,将生成的碳酸钙输送至高温煅烧反应器(约900°C),使其分解,重新释放出高浓度的二氧化碳流和生石灰。高浓度CO₂便于后续的压缩、运输与封存,而生石灰经水合后又可再生为熟石灰,重新用于捕集下一轮的CO₂,从而构成一个化学循环。
与其它捕集技术相比,熟石灰钙循环具有吸收剂来源广泛、反应速率较快、对CO₂分压要求不高等优势。熟石灰强大的捕集能力使其尤其适合处理燃煤电厂、水泥厂等排放源的大流量、低浓度烟气。
然而,该技术走向大规模商业化仍有关键瓶颈需要突破。最主要的是煅烧再生步骤能耗极高,且反复的循环会导致吸收剂颗粒烧结和磨损,活性逐渐下降。当前研究集中于开发高抗烧结性的合成钙基吸附剂,以及优化反应器设计以降低能耗和物耗。

尽管挑战巨大,但熟石灰钙循环为代表的中低温碳捕集技术,为实现工业源碳减排提供了一个有吸引力的方向,是连接传统工业材料与前沿气候工程的一座潜在桥梁。