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近年来,由于世界人口增长和经济快速发展导致了大气污染和气候变暖等环境问题,这些变化使得生态系统遭到破坏,如全球平均气温不断升高,屡次刷新纪录。我国目前仍处在工业化、城镇化的高速发展阶段,使得能源消耗以及温室气体排放总量大幅度上升。因此,开发控制和处理温室气体的技术成为研究热点之一。而碳的捕集和封存(CCS)技术,是控制全球变暖比较有前途的方法。CO2捕集大多使用胺溶液吸收法,而最常用的胺溶液是MEA(单乙醇胺)水溶液。本文首先应用Aspen Plus软件的平衡级模型(RadFrac)和非平衡级模型(RateFrac)模拟有机胺MEA吸收-解吸烟气中CO2的全工艺流程,进而建立基于传质速率模型的复配吸收剂吸收C02的工艺流程,最后应用非平衡级模型对锅炉烟气的脱碳过程进行了模拟和优化。主要研究结论如下：(1)分别采用平衡级模型和非平衡级模型建立了填料塔内MEA吸收CO2的全工艺流程,并通过公开文献数据验证模型的正确性与适用性。结果表明,非平衡级模型计算出的CO2吸收率为74.44%,模拟值与实验值误差在士5%以内；且塔内温度分布规律与实验结果吻合良好；同时,获得气液相关键组分组成、持液量、压降、等板高度等关键参数沿塔高的分布状况。结果表明,非平衡级模型可真实地再现出填料塔内气液流动、传质与反应过程,更适用于化学吸收过程的模拟；(2)应用非平衡级模型,分别采用30 wt.%MEA、30 wt.%AMP和18wt.%MEA+12 wt.%AMP复配吸收剂,建立了烟气中C02吸收的工艺流程。模拟结果表明,非平衡级模型的模拟结果与实验值吻合良好,C02吸收率的模拟误差在士5%以内,加入了AMP的复配吸收剂与MEA单吸收剂相比,界面面积及持液量有所增加,压降上升,等板高度下降；(3)采用MEA-AMP复配吸收剂对散堆填料拉西环(Raschig)和鞍形BERL以及规整填料Mellapak 250Y和CY四种填料进行数值计算。模拟结果表明,具有较大的空隙率和比表面积的规整填料CY,在填料层内持液量和界面面积高,且压降较小,等板高度低,传质效率最高,C02吸收率可达到99.998%；(4)应用MEA吸收剂的非平衡级模型对锅炉烟气进行模拟研究,同时,对锅炉烟气工艺过程进行能量分析和优化。结果表明,当CO2的捕获率达到76.84%时,贫液的负荷为0.26 molC02/molMEA,单位脱碳电耗为4.82×103 kWh/tonCO2,单位脱碳能耗为17.3 GJ/tonCO2；通过能量优化,能耗可降低至14.37 GJ/tonCO2。