首页 > 学术论文

煤制天然气合成气中CO_2分离方法与特性研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 08:07:47
热度:

煤制天然气合成气中CO_2分离方法与特性研究【摘要】:在目前的煤制天然气(SNG)工艺中,一般采用低温甲醇洗工艺进行CO2气体的脱除,然而,由于低温甲醇洗往往受到酸性气体中S含量以

【摘要】:在目前的煤制天然气(SNG)工艺中,一般采用低温甲醇洗工艺进行CO2气体的脱除,然而,由于低温甲醇洗往往受到酸性气体中S含量以及装置制冷量的影响,导致脱除效果下降。因此,需要对现有的CO2气体脱除方法特性进行研究,为寻找可替代低温甲醇洗的更有安全、有效的脱除酸性气体的方法提供一定的理论基础和数据支持。本文在实验室的规模下,利用膜分离实验系统、MEA化学吸收实验系统对CO2膜分离法及MEA化学吸收法进行了实验研究,并提出了理论分析方法,在此基础上,本文提出了新型的膜分离——化学吸收联合脱除CO2的方法,在膜分离——MEA化学吸收实验台上对该方法进行了验证。研究结果如下:膜分离系数是衡量高分子膜分离气体性能的一个重要参数,进气的体积流率越大、压力越高以及温度越低,膜分离系数越大,膜渗透端得到的气体CO2浓度越高,Generon210膜的分离系数大于Prism膜,但后者在进气工况变化时分离性能更加稳定,在0.9MPa,25℃,60L/min的进气条件下,Generon210膜渗透端CO2浓度为63.4%,分离效率为63.27%,CH4回收率为93.55%,浓度为95.5%。MEA的流量与温度越高,MEA吸收CO2量越大,MEA溶液浓度超过30%之后,由于溶液粘度增大,吸收量下降,60L/minCO2浓度为15%的混合气体经过30%、55℃、15L/h的MEA溶液吸收后,分离效率可达到99%以上,回收的CH4浓度在99%以上;30%、100℃的MEA富液与6m3/h的蒸汽接触可获得最高的解吸率,为72.52%。根据两性离子机理来准确地描述MEA化学吸收与解吸过程,并由机理推导的动力学模型可计算MEA化学吸收过程中的吸收速率以及解吸过程中任一时刻的解吸率。联合法分离CO2的过程受到进气压力、体积流率、温度以及MEA浓度、流量、温度等多种因素的影响,要达到理想的分离效果,必须调节MEA与CO2的摩尔比达到1.15以上,此时分离效率为81%,回收的CH4浓度为95.5%。联合法有利于大量减少化学吸收所需的MEA量,因此适用于大气量处理工艺中,可作为替代低温甲醇洗的方法。 【关键词】:膜分离法 MEA化学吸收法 联合法 CO2分离特性
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE665.3
【目录】:
  • 摘要3-5
  • ABSTRACT5-10
  • 第一章 绪论10-22
  • 1.1 研究背景10-11
  • 1.2 合成气CO_2分离国内外文献综述11-20
  • 1.2.1 膜分离技术11-16
  • 1.2.2 化学吸收技术16-19
  • 1.2.3 吸附分离技术19
  • 1.2.4 低温蒸馏技术19-20
  • 1.3 本文研究意义及内容20-21
  • 1.4 本章小结21-22
  • 第二章 CO_2膜分离特性研究22-39
  • 2.1 引言22
  • 2.2 CO_2膜分离溶解——扩散模型研究22-24
  • 2.3 膜分离CO_2实验系统及工况24-30
  • 2.3.1 膜分离CO_2实验系统24-29
  • 2.3.2 膜分离CO_2实验操作步骤29-30
  • 2.3.3 膜分离CO_2实验工况30
  • 2.4 实验数据处理方法30-31
  • 2.5 结果与讨论31-38
  • 2.5.1 Generon210膜分离CO_2实验研究31-33
  • 2.5.2 Prism膜分离CO_2实验研究33-35
  • 2.5.3 Generon210膜与Prism膜分离系数计算及对比35-38
  • 2.6 本章小结38-39
  • 第三章 MEA化学吸收与解吸特性研究39-64
  • 3.1 引言39
  • 3.2 MEA化学吸收与解吸动力学研究39-43
  • 3.3 MEA化学吸收与解吸实验系统及工况43-50
  • 3.3.1 MEA化学吸收与解吸实验系统43-48
  • 3.3.2 MEA化学吸收与解吸实验操作步骤48-49
  • 3.3.3 MEA化学吸收与解吸实验工况49-50
  • 3.4 数据处理方法50
  • 3.5 结果与讨论50-63
  • 3.5.1 MEA化学吸收实验研究50-53
  • 3.5.2 MEA吸收动力学模型53-56
  • 3.5.3 MEA化学解吸实验研究56-60
  • 3.5.4 MEA解吸动力学研究60-63
  • 3.6 本章小结63-64
  • 第四章 膜分离-化学吸收联合脱除合成气CO_2实验研究64-77
  • 4.1 引言64
  • 4.2 膜分离-化学吸收联合脱除合成气CO_2技术原理64-65
  • 4.3 膜分离-化学吸收联合脱除合成气CO_2实验系统及工况65-67
  • 4.3.1 膜分离-化学吸收联合脱除合成气CO_2实验系统65-66
  • 4.3.2 膜分离-化学吸收联合脱除合成气CO_2实验操作步骤66
  • 4.3.3 膜分离-化学吸收联合脱除合成气CO_2实验工况66-67
  • 4.4 数据处理方法67-68
  • 4.5 结果与讨论68-75
  • 4.5.1 气体压力对联合法脱碳特性的影响68-69
  • 4.5.2 气体体积流率对联合法脱碳特性的影响69-70
  • 4.5.3 气体温度对联合法脱碳特性的影响70-71
  • 4.5.4 液气比对联合法脱碳特性的影响71-73
  • 4.5.5 MEA温度对联合法脱碳特性的影响73-74
  • 4.5.6 联合法与膜分离法、化学吸收法对比74-75
  • 4.6 本章小结75-77
  • 第五章 全文总结与展望77-79
  • 5.1 全文总结77-78
  • 5.2 工作展望78-79
  • 参考文献79-86
  • 致谢86-87
  • 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文87-89


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

化学吸收及其计算    蒋作良;

多元化学吸收液平衡闪蒸的计算模型    徐金火,汤渭龙,沈复,李志良

CO_2的化学性处理技术    李相福;张新;

化学吸收增强因子的计算和应用    张兴法

捕集低浓度二氧化碳的化学吸收工艺及其综合比较    宋存义;周向;

物理吸收与化学吸收    张成芳;

物理吸收与化学吸收    张成芳;

两种气体同时吸收的数学模型    林玄鹤

物理吸收和化学吸收    张成芳;

伴有飞速不可逆化学反应的吸收图解分析和计算    刘遵仁;

二氧化碳的捕集技术研究进展    陆文龙;

窑炉烟气中二氧化碳的回收工艺探讨    曾令可;李萍;程小苏;王慧;税安泽;刘平安;

新型CO_2吸收(附)剂的制备及性能研究    任杰

生物还原耦合化学吸收处理烟气中NO_x的关键因素及作用机制    刘楠

膜吸收和化学吸收分离CO_2特性的研究    晏水平

煤制天然气合成气中CO_2分离方法与特性研究    凌凡

化学吸收—生物还原处理烟气中的氮氧化物    吴成志

非热放电与化学吸收结合废气脱硝实验研究    白宸阳

过一硫酸氢盐化学吸收氧化去除甲硫醇恶臭气体    冯琳玉

CO_2化学吸收技术研究    仲伟龙

O_3氧化—化学吸收联合处理再生胶恶臭气体的研究及应用    方美青

化学吸收—生物还原法处理烟气中氮氧化物    姜锦林

燃煤电厂化学吸收CO_2捕获过程的优化集成研究    翟代龙

燃煤电厂烟气CO_2化学吸收模拟与分析    张苗苗

基于分子模拟的CO_2吸收离子液体筛选    冯堃

Baidu
map