本文關(guān)鍵詞：含氧煤層氣真空變壓吸附脫氧的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文提出了一種安全有效的從煤層氣中分離氧氣和富集甲烷的變壓吸附流程,并建立了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的兩塔真空變壓吸附(Vapor Pressure Swing Adsorption, VPS A)裝置。以空氣和甲烷的混合氣模擬含氧煤層氣,商業(yè)炭分子篩(Carbon Molecular Sieve, CMS)為吸附劑,在循環(huán)時(shí)序?yàn)槲?置換-均壓-脫附的VPSA裝置上進(jìn)行了氧氣濃度為13%的煤層氣脫氧研究。 首先考察了五種CMS在VPSA流程下的吸附時(shí)間、入口流量、置換時(shí)間和置換壓力對(duì)脫氧性能的影響,得到五種炭分子篩在最佳條件下的脫氧效果。結(jié)果表明,CMS-1有最好的脫氧效果,產(chǎn)氣中O2濃度降到0.25%,CH4回收率達(dá)到96.5%,與原料氣相比產(chǎn)氣CH4富集濃度增加11.8%；而CMS-3富集甲烷效果最好,與原料氣比產(chǎn)氣中CH4濃度提高了33.4%,產(chǎn)氣中O2濃度為1.33%,CH4回收率為88.7%。 在五種炭分子篩中篩選脫氧效果最好的CMS-1和富集甲烷程度最高的CMS-3,采用下端填充CMS-1,上端填充CMS-3的分層裝填方式,考察不同CMS-1/CMS-3分層質(zhì)量比對(duì)分層變壓吸附(LPSA)脫氧效果的影響。結(jié)果表明,分層吸附劑綜合了CMS-1和CMS-3的性能,脫氧效果介于兩者間；隨著質(zhì)量比的逐漸增大,產(chǎn)氣中O2濃度逐漸較低,產(chǎn)氣的CH4回收率逐漸增大,但產(chǎn)氣中CH4富集濃度逐漸降低。在最佳質(zhì)量比為2：1時(shí),產(chǎn)氣中O2濃度為0.40%,CH4回收率為91.8%,與原料氣相比產(chǎn)氣CH4富集濃度提高了20.6%。
【關(guān)鍵詞】：煤層氣 變壓吸附 脫氧 炭分子篩
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TQ546.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 1 文獻(xiàn)綜述9-26
• 1.1 煤層氣發(fā)展概況9-14
• 1.1.1 煤層氣簡(jiǎn)介9-10
• 1.1.2 煤層氣開發(fā)及利用情況10-12
• 1.1.3 含氧煤層氣爆炸極限12-14
• 1.2 煤層氣脫氧方法研究14-18
• 1.2.1 低溫分離法14-15
• 1.2.2 燃燒脫氧法15-16
• 1.2.3 膜分離法16-17
• 1.2.4 變壓吸附法17-18
• 1.3 變壓吸附分離技術(shù)18-25
• 1.3.1 變壓吸附分離原理18-20
• 1.3.2 變壓吸附分離步驟20-22
• 1.3.3 吸附劑22-25
• 1.4 本文研究工作25-26
• 2 實(shí)驗(yàn)部分26-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器26-28
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)氣體26
• 2.1.2 吸附劑26
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器26-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及方法28-34
• 2.2.1 兩塔真空變壓吸附裝置28-29
• 2.2.2 配氣裝置29-30
• 2.2.3 真空變壓吸附實(shí)驗(yàn)30-31
• 2.2.4 分析方法31-34
• 3 單一吸附劑的真空變壓吸附34-51
• 3.1 CMS-1的VPSA脫氧效果考察34-39
• 3.1.1 吸附時(shí)間影響34-35
• 3.1.2 充壓流量影響35-37
• 3.1.3 置換時(shí)間影響37-38
• 3.1.4 置換壓力影響38-39
• 3.2 CMS-2的VPSA脫氧效果考察39-43
• 3.2.1 吸附時(shí)間影響39-40
• 3.2.2 充壓流量影響40-41
• 3.2.3 置換時(shí)間影響41-42
• 3.2.4 置換壓力影響42-43
• 3.3 CMS-3的VPSA脫氧效果考察43-47
• 3.3.1 吸附時(shí)間影響43-44
• 3.3.2 置換時(shí)間影響44-46
• 3.3.3 置換壓力影響46-47
• 3.4 CMS-4和CMS-5的VPSA脫氧效果考察47
• 3.5 五種CMS的VPSA脫氧效果比較47-49
• 3.6 小結(jié)49-51
• 4 分層吸附劑的真空變壓吸附51-57
• 4.1 分層吸附劑的VPSA脫氧效果考察51-52
• 4.2 分層吸附劑質(zhì)量比的確定52-53
• 4.3 最佳質(zhì)量比下的VPSA脫氧效果考察53-56
• 4.3.1 吸附時(shí)間影響53-54
• 4.3.2 置換時(shí)間影響54-55
• 4.3.3 置換壓力影響55-56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況63-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：450857