生物天然气是指将沼气中的主要杂质CO₂脱除后,使CH₄含量提升至天然气标准的高品位可再生能源,其可在能源利用中实现CO₂的近零排放,若工业化规模利用后,在一定程度上可以缓解我国天然气的供需矛盾。生物天然气制备的关键在于如何高效低耗地分离沼气中的CO₂。在众多沼气CO₂分离技术中,化学吸收法具有高CO₂吸收速率、高CH₄纯度和低CH₄损失等优势,但投资大和运行成本较高一直是阻碍其大规模工业化应用的主要原因,筛选合适的吸收剂有助于解决这一问题。吸收剂的研究重点在于筛选融合单一吸收剂优势而形成的混合吸收剂。基于此,本文主要从混合吸收剂的复配方案和浓度筛选的角度出发,对沼气氛围下混合吸收剂的CO₂吸收-再生性能进行了探索。主要研究结论如下:（1）研究了沼气氛围下常规单一吸收剂和混合吸收剂的CO₂吸收饱和溶解度。以吸收剂的饱和CO₂负荷为指标,评价了乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、三乙醇胺（TEA）、N,N-二乙基乙醇胺（DEEA）、哌嗪（PZ）、精氨酸钾（PA）、甘氨酸钾（PG）和TEA/MEA、TEA/PZ、TEA/PA、TEA/PG、DEEA/MEA、DEEA/PZ、DEEA/PA、DEEA/PG等吸收剂的沼气CO₂饱和溶解度,并探讨了沼气中CO₂体积分数f_{co 2}、吸收剂质量浓度W和吸收剂温度T等关键参数的影响。结果表明,降低W、T和增大模拟沼气的f_{co 2}有助于提升吸收剂体系的CO₂饱和溶解度。单一吸收剂中,PZ和DEEA具有最高的CO₂饱和溶解度,PA、PG其次,MEA、DEA和TEA最低。与相同质量浓度的单一TEA溶液相比,TEA主体混合吸收体系的CO₂吸收饱和溶解度更高,其中16%TEA+4%PZ的CO₂饱和溶解度较单一TEA（W=20%）溶液提升约0.251 mol/mol,说明通过向TEA溶液中添加PZ等活化剂有助于提升其CO₂吸收能力。（2）在单一吸收剂的沼气CO₂吸收和再生性能研究中,采用CO₂脱除效率η和气相总体积传质系数K_Ga_e来评价其CO₂综合吸收性能,采用吸收剂的再生程度x来评价其再生性能。模拟沼气氛围下,单一吸收剂的CO₂综合吸收性能排序为:PZ>MEA>PA>PG>DEA>TEA;再生性能排序为:TEA>PA>DEA>PG>PZ>MEA。同时,基于试验结果,建立了MEA、DEA、PZ、PA和PG的K_Ga_e关于关键操作参数的计算经验公式,且K_Ga_e试验值与理论值的平均误差小于14%。（3）基于单一吸收剂的沼气CO₂吸收和再生试验,以TEA为主体吸收剂进行混合复配。对4种混合复配的吸收剂体系进行浓度筛选,结果表明质量浓度为12%TEA+8%MEA、12%TEA+8%PA、12%TEA+8%PG和16%TEA+4%PZ等4组混合吸收剂的沼气CO₂吸收-再生综合性能较优,排序为:12%TEA+8%PA>12%TEA+8%PG>12%TEA+8%MEA>16%TEA+4%PZ。其中,12%TEA+8%PA吸收体系具备最高的沼气CO₂吸收-再生综合性能。（4）采用微波加热的方式进行吸收剂富CO₂溶液再生试验,当微波加热温度T_M=100℃、初始负荷a_（15）（28）（15）（13）（20）mol/mol时,TEA的再生程度x（28）89.98%,与相同初始负荷下传统热再生的x（28）90.89%（T=120℃）基本持平。此外,PA、PG和PZ等吸收剂在微波作用下,30-40 min便可达到再生平衡,较传统热再生明显缩短。综上所述,吸收剂富液在微波加热的条件下具备更高的再生速率和更低的再生温度,进一步证明了微波再生的可行性。综上可知,筛选出的TEA/MEA、TEA/PA、TEA/PG和TEA/PZ等4种混合吸收剂均具有较优的沼气CO₂吸收-再生综合性能,具备替代TEA、MEA等单一吸收剂进行沼气提纯的潜力。且吸收剂富CO₂溶液的微波热再生具有可行性。