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沼气作为一种可再生能源，经过提纯净化可用作车用燃料或并入天然气管网。目前沼气提纯的技术主要包括加压水洗、胺洗、变压吸附、有机溶剂洗涤和膜分离等，其中加压水洗、胺洗及变压吸附几乎占据整个沼气提纯市场。加压水洗工艺流程简单，基于物理吸收原理来实现沼气中二氧化碳和甲烷的分离，在国外沼气工程中运用最为普遍。 我国沼气工程多以中小型为主，沼气产量在50 Nm3/h左右，而国外沼气工程规模多大于250 Nm3/h，因此我国沼气提纯技术发展需面向中小型的沼气工程。鉴于加压水洗工艺的广泛应用，本文的研究将基于加压水洗工艺，结合AspenPlus软件对过程进行模拟与分析。首先模拟了沼气处理量为50 Nm3/h的加压水洗过程，通过敏感性分析获得了最佳的操作参数，发现了加压水洗工艺水量消耗大的问题。此外，考察了气体进料组成变化对提纯效果的影响。 从模拟结果得知，水洗工艺用于小规模沼气工程仍有很大改进空间。为了能够实现对该工艺进行改进，设计了实验室小试装置(气体流量1.8 Nm3/h)，基于软件计算进行了参数的确定及设备的选型。为了克服水洗工艺容量小、速率慢的问题，提出加入氯化胆碱尿素低共熔剂类离子液体对加压水洗工艺进行强化，并做了初步的模拟计算。 全文结论如下: (1)对于50 Nm3/h的沼气工程，沼气组成CH4为50％，CO2为49.9％，H2S为1000 ppm，通入空气量为106.4 Nm3/h，补水量为180 kg/h，满足甲烷回收率为99.75％，甲烷气纯度为98.8％，此时需要吸收塔塔径为280 mm，解吸塔塔径为470 mm。 (2)对于气体流量为40 Nm3/d的小试装置，沼气组成CH4为52.8％，CO2为44.4％，其余为氮气，需要的补充水量为6kg/h，循环水量为395.5 kg/h，满足甲烷回收率为99％，甲烷气纯度为97％，此时要求吸收塔径为40 mm，解吸塔径为50 mm。 (3)氯化胆碱尿素低共熔剂能够强化加压水洗工艺，50 wt.％的水溶液属于最佳溶剂配比，相对于纯水而言，能够使得过程电耗下降20％，溶剂消耗下降56％。同时，绿色度相对于加压水洗仅下降0.7％即对环境影响较小。