二氧化碳等温室气体的大量排放引起的全球变暖等气候变化问题引起世界各国的关注,减少碳排放已成为共识。碳捕集作为主动碳减排的关键技术措施,对气候变化目标的完成发挥着不可替代的作用。作为发展成熟且接近商业化的化学吸收法碳捕集技术,尤其适用于电厂等大型单点源碳排放场景,然而单位捕集能耗过高的瓶颈抑制了其推广,急需开展节能降耗研究推动其实用化。本文从热力学机理、吸收剂物性和耦合系统等不同层面对吸收法碳捕集技术节能降耗展开研究。机理层面,抽象出“热-功-吉布斯自由能变”的系统内部能量转换过程,通过该过程的解耦构建“热机-碳泵”的热力学模型并进行三维图像表达,提出了理想循环性能系数以探索吸收法技术的性能天花板,并采用第二定律效率作为评价参数对实际系统进行了性能水平探索。结果表明,理想循环性能系数仅取决于热源汇温度、碳源汇浓度,基准参数下达0.898,其中热机效率为24.2%,碳泵系数为3.716;实际系统的第二定律效率普遍低于20%,其中最高为采用氨气吸收剂,达27.39%。该模型揭示了热再生模式下吸收法碳捕集技术的热力学机理,为新型吸收剂设计提供了新思路。吸收剂物性层面,通过基于统计缔合流体理论的状态方程法,对醇胺吸收剂展开相平衡计算;基于物性数据构建吸收法碳捕集四步式实际循环,并对关键耗能环节展开过程解耦,对等担载量加热过程、蒸发过程和平衡等温解吸过程进行能耗和熵产计算并展开分析,其中,能耗比和熵产率最大环节均为平衡等温解吸过程,分别占比41.6%和80.4%。系统耦合层面,对耦合溶液储存的太阳能直接解吸式碳捕集系统展开探索,利用化工流程模拟软件Aspen对碳捕集系统进行模拟,从而得到稳态的富液输出,通过SAM构建太阳能集热场模型,模拟贫液的动态输出,两者通过溶液储存系统匹配,计算储液罐体积并进行优化。以拉萨、天津和南京为例展开案例计算,三地的储液罐体积分别18313.92m~3,31395.29 m~3和34198.45 m~3,停运时间段的加入使储液罐体积分别降低6.3%,4.8%和4.2%。在“热机-碳泵”模型下,溶液储存系统的引入具有热力学层面的合理性。