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文檔簡介
1、當前我國能源緊缺且空氣污染嚴重, CH4和二氧化碳的回收與高效利用具有重要意義。真空變壓吸附(VPSA)具有投資費用少、自動化程度高、運行成本低等特點,廣泛應用于大規(guī)?;旌蠚怏w的分離與純化操作,其高效新型吸附劑的研發(fā)成為各界研究熱點。為了進一步改善目前VPSA的產品氣純度及回收率,降低整體流程的運行成本,本文從實驗和模擬兩方面對混合氣分離過程進行研究:在實驗中探尋最佳吸附劑及操作條件,并以此為基礎進行工藝模擬和優(yōu)化。
為探尋高
2、效吸附劑,本文首先對吸附劑的選擇性進行了實驗研究,測定了N2、CH4和CO2在不同吸附劑上的吸附量及分離系數(shù);對吸附劑的效果進行驗證,并考察了塔頂采出流量、吸附時間、解吸真空度、吸附壓力等對吸附效果的影響。
對于N2/CH4/CO2混合氣體的分離,本文詳細闡述新型一段法兩次置換分離工藝進行真空變壓吸附分離得到三種產品的方案。文中采用Aspen-Adsorption軟件對該混合氣吸附分離過程進行了模擬研究。工藝優(yōu)化結果表明:采用
3、新工藝在進料溫度為298K,吸附壓力為0.6MPa,解吸壓力為-0.08MPa條件下,穩(wěn)態(tài)運行后能夠將甲烷濃縮到77.172vol%,回收率高達97.923%。此時,CH4在塔頂及塔底氣中的含量分別為0.224 vol%和0.673 vol%。該新工藝可在甲烷提濃的同時完成二氧化碳的回收,回收利用廢氣的同時避免了環(huán)境污染。
最后,為考察新工藝在現(xiàn)實生產的實際運行效果,建立了以甲烷提純?yōu)槟康牡?00Nm3/h油田火驅尾氣回收示范
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