碳捕获与封存是将工业排放的CO₂经富集、压缩并运输到特定地点,注入地下储层进行封存,旨在应对全球气候变化。目前,管道运输是主要的CO₂输送方式。CO₂的物性受到温度和压力影响,同时管线运输引入的杂质气体,对碳捕获与封存过程中CO₂流量测量提出了严峻挑战。CO₂流量测量对CO₂贸易计量、泄漏检测等发挥着重要作用。气液两相CO₂流量装置的研制是CO₂流量测量和流量计性能测试的重要环节。针对CO₂流量测量问题,本文完成了以下工作。1、称重法作为原始标准,是装置建设中的重要组成部分。本文以天津大学水流量标准装置为研究基础,对比研究了两种称重方法,设计了中高压气液两相CO₂流量装置闭式称重系统,采用静态启停法解决了流量突变和相变问题,对影响不确定度的主要因素进行了修正,得到装置称重法不确定度（k=2）优于0.06%。2、温度是影响CO₂物性和相态的重要过程参数,本文分析了装置回路升温和热交换问题,对伴热带、保温层、冷却机组等关键设备进行参数计算和选型,设计了温度控制系统,采用串级和定值控制方式,基于PID和PWM控制算法,得到温度稳定性优于0.5℃/h。3、研制了一套气液两相CO₂流量标准装置,使上述两方面研究工作得到了应用和验证,装置可以实现在水平和竖直管中对CO₂液体、CO₂气体、CO₂气液两相流进行研究和测试,模拟多种两相流型,开展对科氏力质量流量计校准测试。进行了装置工艺设计、压力损失计算、安全阀口径计算,并对装置软、硬件组成和压力、温度、流量控制方案进行了分析。