沼气,作为清洁环保的绿色能源,具有燃烧效率高、来源广泛的优势,而脱除沼气中的CO₂,提升CH₄的浓度,对于提高沼气的热值,增加发热量,具有重要意义。虽然目前CO₂的捕集分离方法有很多,但都存在各自的缺陷,因此,我们仍需开发新的捕集分离技术。本文我们将2-甲基咪唑溶于乙二醇中形成混合溶液体系,利用该体系对一个模拟沼气组分（CO₂/CH₄）进行分离。先在常温下利用配置的溶液进行了小试分离并探究了CO₂捕集机理,继而进行了中试放大实验,研究不同工艺操作条件对溶液吸收分离以及再生的影响,主要内容如下:（1）分别测定常温下2-甲基咪唑/乙二醇体系对单组分甲烷和二氧化碳的吸收容量,在此基础上进行了CO₂/CH₄的小试分离,研究了压力与气液比的影响。结果表明,常温下体系对CO₂的吸收远大于对CH₄的吸收能力;随着气液比和进气压力增大,CO₂的溶解量和分离因子均增大。考察了2-甲基咪唑/乙二醇体系分离CH₄/CO₂过程中状态的变化,发现随着大量CO₂的吸收,体系颜色先由淡黄变为无色,同时粘度不断增大。体系的粘度对温度非常敏感,温度每升高10℃,粘度大约下降40%。（2）测试了体系重复使用性能,结果表明,经多次吸收/解吸循环使用后,该体系对CO₂吸收能力与CO₂/CH₄分离效果不发生变化,体系能完全再生。（3）探究体系捕集CO₂机理,利用IR、1H NMR、UV对2-甲基咪唑/乙二醇体系吸收CO₂前后进行了表征,结果表明,体系中2-甲基咪唑与CO₂发生化学反应生成羰基。（4）通过穿透实验研究了不同吸收温度、压力、进气流量对体系穿透能力的影响。结果表明,升高温度或增大进气流量,穿透时间缩短,而增加吸收压力,穿透时间则延长。相比之下,进气流量的影响最大,压力次之,温度的影响并不显著。（5）以乙二醇为空白对照,研究不同脱吸温度、He吹扫流量对体系再生快慢的影响。实验结果表明,体系再生时间远大于乙二醇再生时间,脱吸温度越高、He吹扫流量越大,CO₂和CH₄脱吸越快,体系再生耗时越少。