本发明公开了一种利用微通道混合装置对沼气进行加压水吸收脱碳的装置及方法,以水为唯一的CO2吸收剂,将沼气与水在一定压力下分别按照一定的流速连续泵入微通道混合装置中进行吸收,呈乳化状态的气水混合物离开混合装置后进入气水分离塔,经过气水分离,使脱碳后的净化气溢出,经脱水后形成高纯度生物甲烷气体。含有高浓度CO2的吸收水,通过减压和加热处理,使吸收水中的CO2快速溢出并被回收,再生后的水经过加压换热后返回微通道混合装置循环使用。本发明具有脱碳效率高、设备紧凑、无环境污染等优点,可为沼气的脱碳净化提供一种低成本的解决方案。