目前气候变暖已经成为一个全球面临的问题,而CO₂是对气候变化影响最大的温室气体之一,在目前严峻的环境保护形势下,节能减排的呼声日益强烈,世界各国也在积极研究CO₂减排技术。碳捕获与封存技术（Carbon Capture and Storage,CCS）是目前公认最有前景的CO₂减排手段之一,而富氧燃烧（oxy-fuel combustion）技术则是实现规模化碳捕获最有前途的技术之一,天然气是目前最主要的清洁能源,碳排放系数低,将两者结合则节能减排效果更加显著。由于空分制氧及碳捕获的能耗较高,因此目前富氧燃烧技术的效率较低,另一个现实则是液化天然气（LNG）携带着大量优质冷能,因此本文构建了一套新型利用LNG冷能的天然气富氧燃烧碳捕获系统,LNG冷能被用于CO₂的冷却液化以改善系统效率,中和燃烧温度的循环介质由H₂O和CO₂组成,且两者的质量比例可调,通过调整两者的比例使烟气余热能被最大程度的回收,在改善系统效率的同时也实现了零碳排放。本文利用Aspen Plus软件对系统进行建模及计算,并对关键参数进行了优化以得到最佳效率表现。本文着重分析了循环介质中水的含量对系统效率的影响。结果显示当循环介质中水的质量比例小于0.3时,随着循环水回热量的增加使得系统热效率及?效率持续增长,当水的质量比例超过0.3以后,由于循环水回热的降低使得系统的热效率以及?效率则持续降低,当循环介质中水的质量比例为0.3时,系统的热效率及?效率达到最大值,分别为58.3%和41.6%。与只使用CO₂作为循环介质的情况相比,系统的热效率及?效率分别提高了17.3%以及21.4%。