化学吸收法已广泛应用于燃煤电厂烟气CO2捕集工程，但在大规模应用中仍存在一些问题：1）塔器的放大效应。大型化易引起气液相不均匀分布，导致烟气CO2捕集效率的降低；2）大型塔器力学问题。大型化需要解决塔内件的支撑结构设计等问题。本文开展胺溶液与捕集设备的匹配性，筛选高效、高通量与低压降捕集塔填料，研究气体分布器分布特性和填料桁架支撑结构优化等研究，可以有效降低捕集装置的运行费用，减小大型填料塔的放大效应，提高捕集装置的稳定性。基于电厂烟气二氧化碳捕集示范工程的实际工艺路线，搭建了间歇式化学法捕集二氧化碳解吸能耗测定实验平台，测定多种浓度MEA溶液吸收速率、解吸速率随时间变化规律，同时考察醇胺富液的解吸能耗、解吸速率与解吸CO2总量的耦合规律，发现胺溶液浓度增加有助于提高CO2吸收速率，15wt%MEA富液解吸能耗最低。电厂烟气CO2捕集填料塔可以采用方形钢筋水泥塔与圆形钢塔两种结构形式，从结构、气液传质以及投资成本等方面进行比较，圆塔气相分布优于方塔，钢筋水泥塔初期投资成本小。运用Aspen软件对燃煤电厂烟气CO2捕集工程进行系统分析，综合考虑填料塔径、气相压降、溶液循环量以及溶液煮沸器能耗等性能参数，Mellapak250X综合性能最佳，最小塔径为11.1m，填料高度16m。本文利用FLUENT软件采用k-ε湍流模型，对双切向环流式气体分布器在不同环形通道宽度L、导流板数量N下的流场进行了数值模拟，塔底高度为5m、分布器高度为4000mm、挡板数为14、环形通道宽度为1800mm时，气体分布器的性能最佳。双切向环流式气体分布器和双列叶片式气体分布器均能满足烟气CO2捕集塔气体性能的要求，双切向环流式分布器气体均布性能较好，双列叶片式气体分布器压降较小。