本文關(guān)鍵詞：低濃度瓦斯制LNG的工藝研究

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【摘要】：煤礦瓦斯作為一種非常規(guī)天然氣資源,在我國儲(chǔ)量巨大。但其中大部分為低濃度瓦斯,通常直接排空,未能得到有效利用,這不僅造成了能源浪費(fèi),且加重了溫室效應(yīng)。而利用低濃度瓦斯制LNG不僅避免了瓦斯直接放空所造成的溫室效應(yīng),也實(shí)現(xiàn)了低濃度瓦斯的清潔、高效利用。本文基于瓦斯制LNG相關(guān)工藝的研究現(xiàn)狀及四川某煤礦抽采出的低濃度瓦斯的特點(diǎn),確定了針對低濃度瓦斯制LNG的工藝路線,包括預(yù)處理與瓦斯液化制LNG兩個(gè)階段。通過分別考察膜分離法、吸附分離法、深冷分離法、水合物分離法及溶劑吸收法等5種瓦斯提濃技術(shù),以及深冷分離、催化燃燒、焦炭燃燒、吸附分離等4種瓦斯脫氧工藝,確定具有瓦斯提濃與脫氧兩方面的作用吸附分離法作為瓦斯預(yù)處理工藝。通過考察級聯(lián)式制冷、混合制冷劑制冷和氮膨脹制冷3種制冷液化工藝,選擇氮膨脹制冷作為瓦斯液化制LNG的制冷工藝。采用平衡吸附模型對瓦斯提濃、脫氧預(yù)處理工藝進(jìn)行了計(jì)算。某吸附劑能將甲烷濃度為28%的低濃度瓦斯富集為甲烷濃度達(dá)62.9%的中高濃度瓦斯,并且氧氣濃度從15.12%下降至7.26%�；陬A(yù)處理結(jié)果和爆炸相關(guān)理論,設(shè)置壓縮機(jī)出口壓力為300kPa,瓦斯氣出二級冷箱溫度-150℃,精餾塔操作壓力190kPa,控制出精餾塔頂甲烷含量為26%,并借助ASPEN HYSYS對瓦斯液化制LNG過程進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果表明,該工藝獲得的LNG中甲烷含量為99%；液化階段甲烷回收率為79.6%,液化率為81.2%；工藝在壓縮段、深冷段及精餾段均無爆炸隱患,能安全實(shí)現(xiàn)低濃度瓦斯制LNG。在分析精餾塔頂出口氣相甲烷濃度對甲烷回收率影響的基礎(chǔ)上,對工藝操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,采用控制精餾塔頂甲烷濃度并降低精餾塔頂壓力的方案。優(yōu)化后的工藝在保證安全情況下可從塔底獲得甲烷含量99%的LNG產(chǎn)品；同時(shí)使液化階段甲烷回收率提升至90.5%,液化率升高至92.2%。
【關(guān)鍵詞】：低濃度瓦斯 LNG 吸附 深冷精餾 爆炸極限
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD712.67
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 研究背景7-9
• 1.2 低濃度瓦斯的利用及其制LNG現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 低濃度瓦斯利用現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 低濃度瓦斯制LNG的現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線11-13
• 1.3.1 研究內(nèi)容11-12
• 1.3.2 技術(shù)路線12-13
• 第2章 低濃度瓦斯制LNG方案的確定13-29
• 2.1 瓦斯提濃與脫氧技術(shù)13-21
• 2.1.1 瓦斯提濃工藝14-16
• 2.1.2 瓦斯脫氧技術(shù)16-18
• 2.1.3 低濃度瓦斯提濃與脫氧工藝的選擇18-19
• 2.1.4 吸附分離常用吸附劑19-21
• 2.2 瓦斯制冷液化技術(shù)21-28
• 2.2.1 常見制冷液化工藝21-23
• 2.2.2 低濃度瓦斯氣制冷液化工藝的選擇23-24
• 2.2.3 制冷液化工藝的安全性措施24-28
• 2.3 低濃度瓦斯制LNG技術(shù)路線確定28-29
• 第3章 瓦斯預(yù)處理29-38
• 3.1 吸附選擇原理與模型29-33
• 3.1.1 吸附選擇原理29-30
• 3.1.2 吸附模型30-33
• 3.2 吸附提濃與脫氧的計(jì)算33-38
• 第4章 瓦斯液化制LNG38-53
• 4.1 瓦斯液化制LNG工藝的模擬38-48
• 4.1.1 操作參數(shù)的確定38-43
• 4.1.2 模擬結(jié)果43-47
• 4.1.3 甲烷回收率及LNG品質(zhì)47-48
• 4.2 流程安全性檢驗(yàn)48-49
• 4.2.1 壓縮段及深冷段工藝的安全檢驗(yàn)48-49
• 4.2.2 低溫精餾塔的安全檢驗(yàn)49
• 4.3 提高甲烷回收率的改進(jìn)方案49-53
• 4.3.1 改進(jìn)方案49-51
• 4.3.2 改進(jìn)結(jié)果51-53
• 第5章 結(jié)論與建議53-55
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 建議53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果61

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本文編號(hào)：895455