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二氧化碳捕集与封存技术(CCS)是抑制大气中CO2浓度升高及改善温室效应的有效方法之一。利用水合物法实现CO2捕集,正在成为人们关注的新型方法。本文以水合物法分离C02/H2混合气体机理研究为目的,利用自主搭建的水合物生成与分解特性实验测试平台,对不同多孔介质、THF浓度、SDS浓度等条件下水合物的相平衡条件和气体分离效果进行了研究,并利用具有高分辨率的核磁共振成像(MRI)实验平台,对在气体流动条件下水合物的生成和分解情况进行实时监测和研究,为IGCC电厂中CO2的高效捕集提供数据支持。本文测试得到了不同THF浓度条件下,CO2-H2-THF-SDS-H2O水合物体系的相平衡条件。发现随着THF浓度的增加,生成水合物的驱动力提高,水合物诱导时间缩短。THF的加入可以大大改善CO2-H2-THF-H2O系统的水合物生成条件,随着THF浓度的升高,相同压力条件下相平衡温度也随之升高；在THF浓度为1m01%时相平衡曲线出现了所谓的“伪倒退”现象,这可能是由于系统中存在的结构Ⅰ型到结构Ⅱ型晶体结构的转变导致的。随着多孔介质孔隙尺寸的增加,水合物相平衡温度增加、气体消耗量增大、C02回收率增大。多孔硅胶作为气体分离载体时,水合物体系的相平衡温度有所降低,但是气体分离效果有显著提高。由于结构Ⅱ型水合物的生成,THF的加入可以改善水合物相平衡条件,3mol%THF时气体分离效果最好。SDS浓度对水合物体系相平衡条件和气体分离效果影响不显著。随着初始压力的增加,水合物体系相平衡压力增加,体系压力驱动力增加,气体的消耗量增加,气体分离效果降低。气体流动过程对水合物生成的实验表明,加压后水合物的生成和分解反应迅速发生,水合物的生成会导致明显的阻塞现象,在大多数过程中,水合物首先在靠近容器轴线处生成,分解时轴线方向的水合物最后分解。由于水合物生成和分解过程在容器内的分布并不均匀,当其消耗或放出大量气体时会引起容器内残余溶液的移动,在MI曲线上表现为突然增加和降低的复杂变化。实验用的三种玻璃砂中,BZ-01玻璃砂的分离效果最好,随着压力的增加,CO2浓度和水合物饱和度同时增加,流速对气体分离效果的影响并不明显。在所有的水合物分解气体样品中,CO2浓度的最高值为73.94%,最低值为55.21%。