注CO2强化回收页岩气、天然气水合物、煤层甲烷以及驱油获得油田伴生气既可提高油气资源的开采效率,也可封存温室气体CO2,通过注CO2强化油气资源开采过程得到的产品气通常为富CO2/CH4气,因此,经济地捕获富CO2/CH4混合气中CO2具有重要的实际意义。水合捕获CO2技术具有工艺简单、能耗低、绿色无污染等优点,但水合捕获富CO2/CH4气中CO2鲜见报道。本文在分析了实验条件对水合捕获CO2能耗的基础上,使用CO2/CH4（90:10）模拟富CO2/CH4气,探究添加剂浓度、过冷度、气液比及压力等因素对水合捕获CO2结果的影响,并设计了新型喷射水合反应器以强化水合捕获CO2过程动力学。首先,采用ASPEN软件分析水合捕获CO2工艺能耗,结果表明:两级水合物形成压力从4 MPa降至1 MPa时,工艺能耗降低18.1%,低压操作可显著降低工艺能耗;（火用）损失最大的两部分为两级水合物生成和分解单元,（火用）损失大于73%;降低水合物生成过程所需的制冷能量,合理有效利用水合物分解单元释放的冷能,是提高工艺（火用）效率的重点。工艺优化后,能耗可降至0.451 kWh/kg CO2,与传统的吸收法和变压吸附等技术相比具有明显优势。其次,采用定容（温度压力搜索）法测定CO2/CH4（90:10）在不同体系下水合物相平衡条件,结果表明:当添加5 wt%的TBAB后,CO2/CH4（90:10）二组气水合物的相平衡条件在相同压力下相较水体系提高约5-8 K,此结果为水合捕获CO2实验提供基础物性数据。然后,通过注液维持恒压水合捕获富CO2/CH4混合气中CO2,结果表明:在相同实验条件下,与非恒压操作相比,恒压操作下可直接将残余气相CH4浓度从10 mol%提高至66.2 mol%;在恒压2 MPa、6 K过冷度和5 wt%TBAB的添加剂浓度条件下进行的实验具有最佳捕获效果,CO2捕获率最高可达97%,CO2分离因子最高可达37;与现有报告数据相比,恒压操作实现了在较低压力下温和捕获富CO2/CH4混合气中CO2。最后,喷射水合反应器中捕获CO2的实验研究结果表明:在5 wt%TBAB体系中,喷射强化可以显著提高气液传质效率,喷射强化实验在3 MPa下可达到197.61 h-1的最大空速,相比其他文献报道数据高约一个数量级;在2 min内喷射强化的气体消耗量大约是搅拌强化的4倍。TBAB体系实验中水合物生成后会导致设备管路堵塞,在乳液体系中,水合物浆液流量表现稳定,体系浆液流量可稳定在2 L/min左右,使用乳液体系可解决管路堵塞问题。综合考虑,乳液体系在2 MPa和6 K过冷度时下的捕获结果是最高效的。此时,CO2捕获率超过70%,且CH4回收率约70%。本论文为捕获富CO2/CH4混合气中CO2实验室研究方向和水合物法气体连续捕获CO2工艺提供了一定程度的参考。