中国钢铁行业CO2排放量巨大,钢铁行业中主要的CO2排放源为高炉煤气,高炉煤气的Co2捕集对工业碳减排非常重要。本研究结合高炉煤气组成特点,分析了烟气的理化性质对捕集技术的影响,结合捕集技术原理和工艺特点从捕集产物的物理化性质、捕集材料的环境效益、操作运行条件、捕集工艺特征四个方面对捕集技术的特点进行分析,优选了膜分离法作为高炉煤气的碳捕集方法。在此基础上,将膜分离法与低温深冷技术进行整合,研究了高炉煤气的膜与低温深冷集成捕集技术。本研究采用PROII软件对膜分离法、膜与低温深冷集成技术进行了模拟,研究了高炉煤气中CO2在捕集过程中,捕集纯度、捕集率、捕集能耗等参数变化规律。在获得相同Co2分压液态产物条件下,对比分析了膜——低温深冷集成工艺和膜分离工艺捕集性能特征。研究表明:一种对CO2具有优先渗透性且遵循溶解扩散原理的膜材料捕集高炉煤气时,单级膜分离工艺难以同时达到高捕集纯度和高捕集率的捕集目标,温度的降低可以提升膜组件捕集CO2的纯度,但是会降低CO2的捕集率。当膜组件两侧压力比和渗透气CO2纯度也相同时,进料气压力越大CO2捕集能耗越大但膜面积越小。增加膜组件两侧的压力比可以同时增加CO2的捕集纯度和捕集率,但单位捕集能耗增加。通过对工艺中烟气进行回流,增加膜组件的阶数可以提升工艺的整体捕集性能,但需要权衡回流气中CO2的物质的量与纯度；优化第二阶膜组件两侧压力条件可以降低工艺的总膜面积,提升工艺的捕集性能。膜——低温深冷集成工艺通过烟气回流和增加膜组件阶数可以增加CO2的捕集率,集成工艺捕集率受膜分离单元的捕集率影响较大。增加回流气中CO2的纯度可以改善膜分离单元的捕集性能,集成工艺捕集率的变化同时与回流气中CO2的物质的量有关。通过优化集成工艺的操作条件可以降低集成工艺的单位捕集能耗,使其整体捕集性能优于膜分离工艺。