化学吸收法是现如今最成熟的CO2捕集技术之一,但吸收剂的高再生能耗导致CO2分离成本高。摒弃富CO2吸收剂的热再生过程,只保留吸收过程,理论上可最大幅度降低CO2化学吸收系统的能耗。此工艺中,由于吸收剂不循环使用,CO2分离成本将主要由吸收剂成本控制,同时富CO2吸收剂溶液（简称富液）的处置也需关注。湿式厌氧发酵沼气工程中产生的大量弱碱性沼液,具有一定的CO2吸收能力,吸收CO2后的富碳沼液直接应用于农业后,可将CO2储存于植物和土壤之中,理论上能有效解决上述工艺中的CO2分离与富液出路问题。但是沼液的CO2吸收反应速率低、容量小,必须对其进行强化。生物质灰中的碱性组分（主要是游离Ca O）可与CO2结合发生化学反应,生成碳酸盐沉淀,可用于CO2吸收。基于此,本文利用生物质电厂产生的生物质灰与沼液耦合使用,形成生物质灰-沼液可再生吸收剂（Renewable solvent）体系,用于CO2吸收与利用,从而达到沼液CO2吸收性能强化与生物质灰资源化利用的目标。本文主要研究了生物质灰-沼液可再生吸收体系的CO2吸收性能、反应机理及对沼气的提纯性能,同时也探究了反应后生物质灰与沼液的农业应用可行性,并对系统进行了技术经济性分析与环境效益分析。主要研究结果如下:（1）在常温常压下,研究了生物质灰-沼液可再生吸收剂体系的CO2吸收性能及CO2吸收机理,并与生物质灰-水吸收剂体系进行了对比研究。结果表明,无论是生物质灰-沼液体系,还是生物质灰-水体系,其CO2吸收性能均随液体与生物质灰的质量比（即液固比）的增加而降低,而生物质灰的碳酸化效率则呈现出相反的趋势。当液固比为4:1时,生物质灰-沼液混合体系的CO2吸收性能最大可达19.89g-CO2/（kg-浆液）,约为BA-水混合吸收剂的260%。这说明生物质灰-沼液体系具有更优的CO2吸收性能。（2）生物质灰-沼液混合体系的CO2吸收性能随气相中CO2分压的增加而增加。在25℃、液固比为9:1时,纯CO2氛围中,当CO2初始压力为1400 k Pa时,最大CO2吸收能力可达到22.32 g-CO2/（kg-浆液）;在模拟沼气氛围中,初始CO2分压为500 k Pa时,混合吸收剂体系CO2吸收能力可达到13.96 g-CO2/（kg-浆液）,高于常温常压下直接通入CO2的情形。当反应温度和压力一定时,生物质灰-沼液混合体系的CO2吸收性能随液固比的上升而降低,而生物质灰的碳酸化效率则呈现出相反的趋势。在模拟沼气氛围中,在反应温度为25℃、初始CO2分压为400 k Pa的条件下,当液固比为4:1时,生物质灰-沼液混合体系的CO2吸收性能达到23.72 g-CO2/（kg-浆液）,约为液固比为99:1情形下的13倍。此时,模拟沼气的CO2脱除率可达到66.38%。除此之外,混合体系可将沼气中的H2S气体脱除,当液固比不超过9:1时,可完全去除模拟沼气中的H2S气体。（3）基于生物质灰与沼液的CO2吸收特性与农业应用优势,构建了一套利用生物质灰与沼液混合吸收剂体系进行沼气提纯、沼液减量化处理和产物农业利用的系统。在CO2吸收过程中,混合体系的植物生理毒性减弱,当其用于种子发芽,且培养土壤的含灰率小于10%时,富CO2混合体系对生菜种子的发芽指数均大于0.8,可促进种子萌发。在生菜室内栽培试验过程中,栽培土壤的含灰率低于20%时,富CO2生物质灰与沼液混合体系具有农业利用的可行性。采用本文中的生物质灰,当工艺参数满足以下条件:初始CO2分压为400 k Pa（总压1000 k Pa）,反应釜中固液气的比例为13:52:235（kg/kg/L）时,处理后沼气的CH4含量可达到95 vol.%以上。生物质灰-沼液混合体系沼气提纯过程中的CO2排放量,主要与生物质灰的运输距离和系统所消耗的电能来源相关,若能将生物质发电厂与沼气工程进行集成,将极大的提升沼气提纯过程中的CO2净负排放量。生物质灰的运输距离显著地影响本系统沼气提纯过程中的成本,当运输距离低于46 km时,沼气提纯成本可低于全球平均水平（0.7 RMB/Nm~3-沼气）。研究结果表明,本文提出的生物质灰-沼液可再生吸收剂体系可为低成本沼气提纯、生物质灰和沼液处理、CO2吸收和碳负排放提供一种新思路。