脈動(dòng)流變壓吸附分離CH 4 /CO 2 實(shí)驗(yàn)與模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-03 14:55
隨著社會(huì)進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)發(fā)展,高含碳能源在應(yīng)用過(guò)程中由于污染大、危害環(huán)境等特點(diǎn)漸漸被限制使用,而天然氣由于清潔、高效、安全可靠被廣泛應(yīng)用。新開(kāi)采的天然氣中含有大量CO2雜質(zhì)氣體且去除難度較大,會(huì)對(duì)后續(xù)加工與使用造成不良影響,現(xiàn)行應(yīng)用較多的氣體分離工藝有:醇胺法、深冷分離法、膜分離法等。而常應(yīng)用于氣體分離的變壓吸附法由于耗能低、工藝簡(jiǎn)單方便、污染小等優(yōu)勢(shì)被廣泛使用,但是變壓吸附過(guò)程中仍有存在流動(dòng)死區(qū)和吸附不均勻等問(wèn)題。本文利用脈動(dòng)流能夠改善流動(dòng)效果,減少流動(dòng)死區(qū),并在一定程度上突破阻礙吸附的氣體附面層,提高吸附效率,結(jié)合常用的變壓吸附工藝,提出脈動(dòng)流變壓吸附工藝,可以有效提高變壓吸附的吸附量、分離系數(shù)等,改善吸附效果。實(shí)驗(yàn)部分通過(guò)單柱CH4/CO2穿透曲線對(duì)比分析了直流與脈動(dòng)流吸附分離CH4/CO2效果區(qū)別。研究了不同脈動(dòng)頻率、氣體流量、吸附壓力、吸附劑種類(lèi)等條件對(duì)CH4/CO2脈動(dòng)分離效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨脈動(dòng)頻率增大,CH
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:107 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 天然氣脫碳工藝
1.2.1 膜分離法
1.2.2 吸收分離法
1.2.3 深冷分餾法
1.2.4 吸附分離法
1.3 天然氣脫碳工藝吸附劑
1.4 變壓吸附模擬發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.1 模擬工具CFD概述
1.4.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 脈動(dòng)流變壓吸附工藝的提出及研究路線
2 實(shí)驗(yàn)方法及過(guò)程
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與裝置
2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.2 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.3 實(shí)驗(yàn)流程
2.2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容
2.2.1 穿透曲線
2.2.2 工藝評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.3 實(shí)驗(yàn)可靠性分析
2.4 實(shí)驗(yàn)條件與內(nèi)容
2.5 本章小結(jié)
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 脈動(dòng)頻率對(duì)CH_4/CO_2 吸附分離影響
3.2 氣體流量對(duì)CH_4/CO_2 吸附分離影響
3.3 吸附壓力對(duì)CH_4/CO_2 吸附分離影響
3.4 吸附劑種類(lèi)對(duì)CH_4/CO_2 吸附分離影響
3.5 本章小結(jié)
4 脈動(dòng)流變壓吸附模擬理論方法
4.1 控制方程
4.1.1 質(zhì)量守恒方程
4.1.2 動(dòng)量守恒方程
4.1.3 能量守恒方程
4.1.4 粘性方程
4.2 多孔介質(zhì)模型
4.3 吸附模型
4.4 吸附模擬參數(shù)
4.4.1 吸附劑參數(shù)
4.4.2 吸附質(zhì)參數(shù)
4.5 吸附UDF設(shè)計(jì)編寫(xiě)
4.6 模型建立
4.6.1 幾何模型
4.6.2 網(wǎng)格劃分
4.6.3 邊界條件
4.7 本章小結(jié)
5 脈動(dòng)流變壓吸附模擬結(jié)果分析
5.1 壓力場(chǎng)分析
5.2 速度場(chǎng)分析
5.3 吸附效果分析
5.4 溫度場(chǎng)分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表相關(guān)專(zhuān)利情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)天然氣開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)展及展望[J]. 賈愛(ài)林. 天然氣工業(yè). 2018(04)
[2]BP世界能源展望(2018年版)發(fā)布[J]. 李春梅. 中國(guó)能源. 2018(04)
[3]噴嘴寬度對(duì)偏轉(zhuǎn)板射流閥射流效率影響的仿真分析[J]. 劉增光,岳大靈,楊楨毅,白桂香. 液壓與氣動(dòng). 2016(10)
[4]天然氣凈化工藝[J]. 晴宇. 國(guó)企管理. 2016(04)
[5]巴黎協(xié)定——全球氣候治理的新起點(diǎn)[J]. 巢清塵,張永香,高翔,王謀. 氣候變化研究進(jìn)展. 2016(01)
[6]不同吸附劑在沼氣脫碳提純中的分離性能[J]. 王志祥,易紅宏,唐曉龍,趙順征,左嫣然,高鳳雨,張波文. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(09)
[7]TEA+DETA混合胺液脫除天然氣中H2S性能優(yōu)選[J]. 唐建峰,李晶,陳杰,花亦懷,張新軍,姜雪,徐明海,青霞. 石油學(xué)報(bào). 2015(08)
[8]英國(guó)石油集團(tuán)(BP)正式發(fā)布《BP2035世界能源展望》(2015版)中國(guó)專(zhuān)題報(bào)告[J]. 胡敏. 煉油技術(shù)與工程. 2015(06)
[9]變壓吸附PSA凈化天然氣技術(shù)[J]. 黃星,曹文勝. 低溫與特氣. 2014(03)
[10]醇胺法脫硫脫碳技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 韓淑怡,王科,黃勇,祁亞玲,胡玲,焦圣華. 天然氣與石油. 2014(03)
博士論文
[1]調(diào)濕材料性能及其評(píng)價(jià)方法的研究[D]. 吳懿.湖南大學(xué) 2016
[2]三維網(wǎng)格模型和網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)估技術(shù)研究[D]. 江亮亮.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]高含CO2天然氣管道輸送技術(shù)研究[D]. 駱偉.西南石油大學(xué) 2013
[4]二氧化碳的吸附分離[D]. 張中正.天津大學(xué) 2012
碩士論文
[1]硅鋁基多孔材料變壓吸附電廠煙氣中二氧化碳的性能研究[D]. 郝京華.河北科技大學(xué) 2018
[2]低溫變壓吸附脫除天然氣中二氧化碳實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉寶林.大連理工大學(xué) 2015
[3]氣固兩相流變壓吸附制氧的CFD模擬[D]. 陳勇.大連理工大學(xué) 2013
[4]基于Fluent的粗糙單裂隙水流數(shù)值模擬研究[D]. 梁敏.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[5]介孔CexZr1-xO2復(fù)合氧化物的制備及Cu基催化劑富氫條件下CO氧化性能的研究[D]. 滕美玲.南昌大學(xué) 2008
[6]變壓吸附法脫除煙氣中二氧化碳的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鄧丹.華中科技大學(xué) 2008
本文編號(hào):3473887
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:107 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 天然氣脫碳工藝
1.2.1 膜分離法
1.2.2 吸收分離法
1.2.3 深冷分餾法
1.2.4 吸附分離法
1.3 天然氣脫碳工藝吸附劑
1.4 變壓吸附模擬發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.1 模擬工具CFD概述
1.4.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 脈動(dòng)流變壓吸附工藝的提出及研究路線
2 實(shí)驗(yàn)方法及過(guò)程
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與裝置
2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.2 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.3 實(shí)驗(yàn)流程
2.2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容
2.2.1 穿透曲線
2.2.2 工藝評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.3 實(shí)驗(yàn)可靠性分析
2.4 實(shí)驗(yàn)條件與內(nèi)容
2.5 本章小結(jié)
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 脈動(dòng)頻率對(duì)CH_4/CO_2 吸附分離影響
3.2 氣體流量對(duì)CH_4/CO_2 吸附分離影響
3.3 吸附壓力對(duì)CH_4/CO_2 吸附分離影響
3.4 吸附劑種類(lèi)對(duì)CH_4/CO_2 吸附分離影響
3.5 本章小結(jié)
4 脈動(dòng)流變壓吸附模擬理論方法
4.1 控制方程
4.1.1 質(zhì)量守恒方程
4.1.2 動(dòng)量守恒方程
4.1.3 能量守恒方程
4.1.4 粘性方程
4.2 多孔介質(zhì)模型
4.3 吸附模型
4.4 吸附模擬參數(shù)
4.4.1 吸附劑參數(shù)
4.4.2 吸附質(zhì)參數(shù)
4.5 吸附UDF設(shè)計(jì)編寫(xiě)
4.6 模型建立
4.6.1 幾何模型
4.6.2 網(wǎng)格劃分
4.6.3 邊界條件
4.7 本章小結(jié)
5 脈動(dòng)流變壓吸附模擬結(jié)果分析
5.1 壓力場(chǎng)分析
5.2 速度場(chǎng)分析
5.3 吸附效果分析
5.4 溫度場(chǎng)分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表相關(guān)專(zhuān)利情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)天然氣開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)展及展望[J]. 賈愛(ài)林. 天然氣工業(yè). 2018(04)
[2]BP世界能源展望(2018年版)發(fā)布[J]. 李春梅. 中國(guó)能源. 2018(04)
[3]噴嘴寬度對(duì)偏轉(zhuǎn)板射流閥射流效率影響的仿真分析[J]. 劉增光,岳大靈,楊楨毅,白桂香. 液壓與氣動(dòng). 2016(10)
[4]天然氣凈化工藝[J]. 晴宇. 國(guó)企管理. 2016(04)
[5]巴黎協(xié)定——全球氣候治理的新起點(diǎn)[J]. 巢清塵,張永香,高翔,王謀. 氣候變化研究進(jìn)展. 2016(01)
[6]不同吸附劑在沼氣脫碳提純中的分離性能[J]. 王志祥,易紅宏,唐曉龍,趙順征,左嫣然,高鳳雨,張波文. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(09)
[7]TEA+DETA混合胺液脫除天然氣中H2S性能優(yōu)選[J]. 唐建峰,李晶,陳杰,花亦懷,張新軍,姜雪,徐明海,青霞. 石油學(xué)報(bào). 2015(08)
[8]英國(guó)石油集團(tuán)(BP)正式發(fā)布《BP2035世界能源展望》(2015版)中國(guó)專(zhuān)題報(bào)告[J]. 胡敏. 煉油技術(shù)與工程. 2015(06)
[9]變壓吸附PSA凈化天然氣技術(shù)[J]. 黃星,曹文勝. 低溫與特氣. 2014(03)
[10]醇胺法脫硫脫碳技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 韓淑怡,王科,黃勇,祁亞玲,胡玲,焦圣華. 天然氣與石油. 2014(03)
博士論文
[1]調(diào)濕材料性能及其評(píng)價(jià)方法的研究[D]. 吳懿.湖南大學(xué) 2016
[2]三維網(wǎng)格模型和網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)估技術(shù)研究[D]. 江亮亮.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]高含CO2天然氣管道輸送技術(shù)研究[D]. 駱偉.西南石油大學(xué) 2013
[4]二氧化碳的吸附分離[D]. 張中正.天津大學(xué) 2012
碩士論文
[1]硅鋁基多孔材料變壓吸附電廠煙氣中二氧化碳的性能研究[D]. 郝京華.河北科技大學(xué) 2018
[2]低溫變壓吸附脫除天然氣中二氧化碳實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉寶林.大連理工大學(xué) 2015
[3]氣固兩相流變壓吸附制氧的CFD模擬[D]. 陳勇.大連理工大學(xué) 2013
[4]基于Fluent的粗糙單裂隙水流數(shù)值模擬研究[D]. 梁敏.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[5]介孔CexZr1-xO2復(fù)合氧化物的制備及Cu基催化劑富氫條件下CO氧化性能的研究[D]. 滕美玲.南昌大學(xué) 2008
[6]變壓吸附法脫除煙氣中二氧化碳的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鄧丹.華中科技大學(xué) 2008
本文編號(hào):3473887
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