N2-CH4-CO2混合氣真空變壓吸附分離實(shí)驗(yàn)與過(guò)程模擬.pdf

1、當(dāng)前我國(guó)能源緊缺且空氣污染嚴(yán)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(fèi)用少、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)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(diǎn)。為了進(jìn)一步改善目前VPSA的產(chǎn)品氣純度及回收率，降低整體流程的運(yùn)行成本，本文從實(shí)驗(yàn)和模擬兩方面對(duì)混合氣分離過(guò)程進(jìn)行研究：在實(shí)驗(yàn)中探尋最佳吸附劑及操作條件，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行工藝模擬和優(yōu)化。
　　為探尋高

2、效吸附劑，本文首先對(duì)吸附劑的選擇性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)定了N2、CH4和CO2在不同吸附劑上的吸附量及分離系數(shù)；對(duì)吸附劑的效果進(jìn)行驗(yàn)證，并考察了塔頂采出流量、吸附時(shí)間、解吸真空度、吸附壓力等對(duì)吸附效果的影響。
　　對(duì)于N2/CH4/CO2混合氣體的分離，本文詳細(xì)闡述新型一段法兩次置換分離工藝進(jìn)行真空變壓吸附分離得到三種產(chǎn)品的方案。文中采用Aspen-Adsorption軟件對(duì)該混合氣吸附分離過(guò)程進(jìn)行了模擬研究。工藝優(yōu)化結(jié)果表明：采用

3、新工藝在進(jìn)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(yùn)行后能夠?qū)⒓淄闈饪s到77.172vol％，回收率高達(dá)97.923%。此時(shí)，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(shí)完成二氧化碳的回收，回收利用廢氣的同時(shí)避免了環(huán)境污染。
　　最后，為考察新工藝在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的實(shí)際運(yùn)行效果，建立了以甲烷提純?yōu)槟康牡?00Nm3/h油田火驅(qū)尾氣回收示范