本发明属于沼气净化与气体分离领域，特指一种采用水合物法为植物光合作用稳定供碳的装置和方法。本发明利用水合物法固化沼气中的二氧化碳，进而将沼气提纯，提纯后的甲烷可以作为民用气燃烧，也可经过进一步处理用来作为工业原料气或动力能源等用途；固化后的二氧化碳水合物利用太阳能所提供的热量分解，高浓度的二氧化碳被送入大棚以提高植物的光合作用效率，提高农作物的产量。