离子液体具有蒸气压极低、吸收效果好、性质稳定等特点,在气体吸收方面极具优势,有望替代传统的有机溶剂。但是离子液体的研究尚停留在实验室研究,还没有实现工业化应用,所以本文针对离子液体作为气体吸收剂,设计一套气体分离小型实验装置,模拟工业化吸收条件的环境。本文选取CO2和H2S为例进行吸收,分别模拟从烟道气中脱除CO2和天然气中脱除H2S的过程。选择较为常规的离子液体[bmim][PF6]为吸收剂。在工艺模拟之前,本文先对[bmim][PF6]的物性参数进行回归,拟合的结果用平均相对误差的绝对值(AARD)进行衡量,计算后所有物性参数的AARD全部都在10%以内。在脱碳工艺模拟中,在经过参数优化后,得到最优操作条件为吸收压力0.5 MPa、吸收温度25 ℃、吸收剂用量0.13 L·min-1、初步解吸压力0.32MPa、二次解吸为真空解吸,在此条件下完成了脱碳目标,塔顶混合气中CO2的摩尔分数为0.7%,CO2的脱除率为91.6%,回收率为90.7%,纯度(摩尔分数)为91.1%。利用此流程又进行了脱硫工艺模拟,在经过参数优化后,得到最优操作条件为吸收压力0.55MPa,吸收温度25 ℃,吸收剂用量0.13L·min-1,初步解吸压力0.3 MPa、二次解吸为真空解吸,在此条件下完成了脱硫目标,塔顶混合气中H2S的浓度为3.43mg·m-3,H2S的脱除率为99.9%,回收率为90.2%,纯度(摩尔分数)为94.2%。证明了此工艺流程能够用于气体分离。经模拟之后确定流程可行,对流程中的设备进行设计与选型,主要设备有填料吸收塔、闪蒸罐、柱塞计量泵、真空出料齿轮泵、气体质量流量控制器等。