煤層氣變壓吸附富集液化系統(tǒng)余壓能利用研究.pdf

1、為了降低變壓吸附系統(tǒng)的能耗，本文針對適用于煤層氣變壓吸附富集液化工藝的余壓能利用系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和模擬研究，利用Aspen Hysys流程模擬軟件對設(shè)計(jì)好的余壓能利用系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對系統(tǒng)關(guān)鍵部件膨脹機(jī)進(jìn)行了初步選型和計(jì)算校核，在模擬和計(jì)算基礎(chǔ)上對系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了評價。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.提出了使用膨脹機(jī)取代降壓閥來回收塔頂泄壓氣所含壓力能的余壓能回收方案?；厥盏膲毫δ芸梢赞D(zhuǎn)化為軸功和冷能，軸功可用來發(fā)電以及同軸驅(qū)動

2、增壓機(jī)，冷能可以用來預(yù)冷原料氣，減少深冷液化所需要的冷量。
　　2.使用Aspen Hysys軟件對余壓能利用系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，對比分析了添加余壓能利用單元前后系統(tǒng)的能源消耗情況。結(jié)果表明：進(jìn)行余壓能利用可有效降低系統(tǒng)功耗，總壓機(jī)功耗可降低50％左右，冷卻水消耗量降低40%左右，單位液化功耗降低7%左右。
　　3.研究了進(jìn)氣量、吸附終壓、泄壓氣膨脹終壓和原料氣含氮量對余壓能利用系統(tǒng)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)氣量和膨脹終壓的增

3、大，會導(dǎo)致總壓機(jī)功耗的上升；吸附終壓和原料氣含氮量的增大，均會降低總壓機(jī)功耗、單位產(chǎn)品液化功耗、預(yù)冷溫度及換熱面積；膨脹終壓的增大會使單位液化功耗上升。
　　4.根據(jù)模擬結(jié)果及工藝要求對用于煤層氣變壓吸附系統(tǒng)余壓能利用的膨脹機(jī)進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)。計(jì)算結(jié)果表明，透平等熵效率可達(dá)86.16%，滿足了余壓能利用需求；計(jì)算輸出軸功39.8kW，模擬輸出軸功38.23kW，模擬結(jié)果和計(jì)算結(jié)果的相對誤差為3.9%。
　　5.對煤層氣變壓吸