以CO₂为主的温室气体的大量排放,造成全球性的气候变暖现象,控制和减少CO₂的排放受到国际社会越来越大的关注。针对燃煤电厂的燃烧后化学吸收碳捕集技术对我国具有重要战略意义,但目前较高的能耗阻碍了其大规模商业化应用,针对碳捕集系统的工艺流程优化是节能降耗的关键。本课题基于新型陶瓷膜换热器,对富液分级流工艺流程进行优化改进,以降低系统再生能耗。本文建立了采用富液回收再生气热量的小型陶瓷膜换热实验台,研究了再生气流速、再生气温度、再生气中水蒸气摩尔分数、富液流速、富液温度、富液浓度等参数对陶瓷膜换热器回收再生气中水热效果的影响。发现热回收通量对富液流速、再生气温度以及再生气中水蒸气摩尔分数较敏感,尤其是当再生气中水蒸气摩尔分数从0.5升高至1.5时,热回收量上升幅度可达188.9%,而富液浓度的影响几乎可以忽略。随各工况变化,水回收率上升幅度有限,但回收效果可观,保持在78%-91%。针对陶瓷膜规格对膜换热器水热回收的影响,本文选用长度为200mm和300mm,孔径为10nm和20nm的单管陶瓷膜分别组成四种不同规格的陶瓷膜换热器组件。发现改变长度对热回收量的影响大于改变孔径的影响,且孔径大小与热回收效果并无直接联系,需综合考虑比表面积、孔隙率等参数的影响。10nm孔径、300mm长的膜换热器具有最优的热回收效果,降耗潜力可达7.25%,优于直接使用富液分级流工艺。20nm孔径、300mm长的膜换热器具有最大的水回收率,最高可达91%,说明陶瓷膜换热器在回收再生气中的水蒸气方面有极大的潜力。针对膜换热器传热传质机理,本文分析了陶瓷膜分离层内水蒸气发生毛细冷凝主导传质过程,并阻断MEA和CO₂的跨膜传输,实现再生气显热和潜热的回收。分析了热量回收的主要形式为与陶瓷膜间的导热过程,选择有效导热系数大的陶瓷膜可以大大提高系统的热回收效果。并尝试建立了热回收通量的理论经验模型,采用整体换热系数评价热回收效果,对不同陶瓷膜规格具有良好的适应性,为工业应用提供依据。