脉动流变压吸附分离CH 4 /CO 2 实验与模拟研究
发布时间：2021-11-03 14:55
随着社会进步与科学技术发展,高含碳能源在应用过程中由于污染大、危害环境等特点渐渐被限制使用,而天然气由于清洁、高效、安全可靠被广泛应用。新开采的天然气中含有大量CO2杂质气体且去除难度较大,会对后续加工与使用造成不良影响,现行应用较多的气体分离工艺有:醇胺法、深冷分离法、膜分离法等。而常应用于气体分离的变压吸附法由于耗能低、工艺简单方便、污染小等优势被广泛使用,但是变压吸附过程中仍有存在流动死区和吸附不均匀等问题。本文利用脉动流能够改善流动效果,减少流动死区,并在一定程度上突破阻碍吸附的气体附面层,提高吸附效率,结合常用的变压吸附工艺,提出脉动流变压吸附工艺,可以有效提高变压吸附的吸附量、分离系数等,改善吸附效果。实验部分通过单柱CH4/CO2穿透曲线对比分析了直流与脉动流吸附分离CH4/CO2效果区别。研究了不同脉动频率、气体流量、吸附压力、吸附剂种类等条件对CH4/CO2脉动分离效果的影响。实验结果表明:随脉动频率增大,CH
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 天然气脱碳工艺
1.2.1 膜分离法
1.2.2 吸收分离法
1.2.3 深冷分馏法
1.2.4 吸附分离法
1.3 天然气脱碳工艺吸附剂
1.4 变压吸附模拟发展现状
1.4.1 模拟工具CFD概述
1.4.2 国内外研究现状
1.5 脉动流变压吸附工艺的提出及研究路线
2 实验方法及过程
2.1 实验原料与装置
2.1.1 实验设备
2.1.2 实验原料
2.1.3 实验流程
2.2 实验检测内容
2.2.1 穿透曲线
2.2.2 工艺评价指标
2.3 实验可靠性分析
2.4 实验条件与内容
2.5 本章小结
3 实验结果与分析
3.1 脉动频率对CH_4/CO_2 吸附分离影响
3.2 气体流量对CH_4/CO_2 吸附分离影响
3.3 吸附压力对CH_4/CO_2 吸附分离影响
3.4 吸附剂种类对CH_4/CO_2 吸附分离影响
3.5 本章小结
4 脉动流变压吸附模拟理论方法
4.1 控制方程
4.1.1 质量守恒方程
4.1.2 动量守恒方程
4.1.3 能量守恒方程
4.1.4 粘性方程
4.2 多孔介质模型
4.3 吸附模型
4.4 吸附模拟参数
4.4.1 吸附剂参数
4.4.2 吸附质参数
4.5 吸附UDF设计编写
4.6 模型建立
4.6.1 几何模型
4.6.2 网格划分
4.6.3 边界条件
4.7 本章小结
5 脉动流变压吸附模拟结果分析
5.1 压力场分析
5.2 速度场分析
5.3 吸附效果分析
5.4 温度场分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表相关专利情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国天然气开发技术进展及展望[J]. 贾爱林. 天然气工业. 2018(04)
[2]BP世界能源展望（2018年版）发布[J]. 李春梅. 中国能源. 2018(04)
[3]喷嘴宽度对偏转板射流阀射流效率影响的仿真分析[J]. 刘增光,岳大灵,杨桢毅,白桂香. 液压与气动. 2016(10)
[4]天然气净化工艺[J]. 晴宇. 国企管理. 2016(04)
[5]巴黎协定——全球气候治理的新起点[J]. 巢清尘,张永香,高翔,王谋. 气候变化研究进展. 2016(01)
[6]不同吸附剂在沼气脱碳提纯中的分离性能[J]. 王志祥,易红宏,唐晓龙,赵顺征,左嫣然,高凤雨,张波文. 中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[7]TEA+DETA混合胺液脱除天然气中H2S性能优选[J]. 唐建峰,李晶,陈杰,花亦怀,张新军,姜雪,徐明海,青霞. 石油学报. 2015(08)
[8]英国石油集团（BP）正式发布《BP2035世界能源展望》（2015版）中国专题报告[J]. 胡敏. 炼油技术与工程. 2015(06)
[9]变压吸附PSA净化天然气技术[J]. 黄星,曹文胜. 低温与特气. 2014(03)
[10]醇胺法脱硫脱碳技术研究进展[J]. 韩淑怡,王科,黄勇,祁亚玲,胡玲,焦圣华. 天然气与石油. 2014(03)
博士论文
[1]调湿材料性能及其评价方法的研究[D]. 吴懿.湖南大学 2016
[2]三维网格模型和网络语音质量评估技术研究[D]. 江亮亮.西安电子科技大学 2015
[3]高含CO2天然气管道输送技术研究[D]. 骆伟.西南石油大学 2013
[4]二氧化碳的吸附分离[D]. 张中正.天津大学 2012
硕士论文
[1]硅铝基多孔材料变压吸附电厂烟气中二氧化碳的性能研究[D]. 郝京华.河北科技大学 2018
[2]低温变压吸附脱除天然气中二氧化碳实验研究[D]. 刘宝林.大连理工大学 2015
[3]气固两相流变压吸附制氧的CFD模拟[D]. 陈勇.大连理工大学 2013
[4]基于Fluent的粗糙单裂隙水流数值模拟研究[D]. 梁敏.合肥工业大学 2010
[5]介孔CexZr1-xO2复合氧化物的制备及Cu基催化剂富氢条件下CO氧化性能的研究[D]. 滕美玲.南昌大学 2008
[6]变压吸附法脱除烟气中二氧化碳的实验研究[D]. 邓丹.华中科技大学 2008
本文编号：3473887
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 天然气脱碳工艺
1.2.1 膜分离法
1.2.2 吸收分离法
1.2.3 深冷分馏法
1.2.4 吸附分离法
1.3 天然气脱碳工艺吸附剂
1.4 变压吸附模拟发展现状
1.4.1 模拟工具CFD概述
1.4.2 国内外研究现状
1.5 脉动流变压吸附工艺的提出及研究路线
2 实验方法及过程
2.1 实验原料与装置
2.1.1 实验设备
2.1.2 实验原料
2.1.3 实验流程
2.2 实验检测内容
2.2.1 穿透曲线
2.2.2 工艺评价指标
2.3 实验可靠性分析
2.4 实验条件与内容
2.5 本章小结
3 实验结果与分析
3.1 脉动频率对CH_4/CO_2 吸附分离影响
3.2 气体流量对CH_4/CO_2 吸附分离影响
3.3 吸附压力对CH_4/CO_2 吸附分离影响
3.4 吸附剂种类对CH_4/CO_2 吸附分离影响
3.5 本章小结
4 脉动流变压吸附模拟理论方法
4.1 控制方程
4.1.1 质量守恒方程
4.1.2 动量守恒方程
4.1.3 能量守恒方程
4.1.4 粘性方程
4.2 多孔介质模型
4.3 吸附模型
4.4 吸附模拟参数
4.4.1 吸附剂参数
4.4.2 吸附质参数
4.5 吸附UDF设计编写
4.6 模型建立
4.6.1 几何模型
4.6.2 网格划分
4.6.3 边界条件
4.7 本章小结
5 脉动流变压吸附模拟结果分析
5.1 压力场分析
5.2 速度场分析
5.3 吸附效果分析
5.4 温度场分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表相关专利情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国天然气开发技术进展及展望[J]. 贾爱林. 天然气工业. 2018(04)
[2]BP世界能源展望（2018年版）发布[J]. 李春梅. 中国能源. 2018(04)
[3]喷嘴宽度对偏转板射流阀射流效率影响的仿真分析[J]. 刘增光,岳大灵,杨桢毅,白桂香. 液压与气动. 2016(10)
[4]天然气净化工艺[J]. 晴宇. 国企管理. 2016(04)
[5]巴黎协定——全球气候治理的新起点[J]. 巢清尘,张永香,高翔,王谋. 气候变化研究进展. 2016(01)
[6]不同吸附剂在沼气脱碳提纯中的分离性能[J]. 王志祥,易红宏,唐晓龙,赵顺征,左嫣然,高凤雨,张波文. 中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[7]TEA+DETA混合胺液脱除天然气中H2S性能优选[J]. 唐建峰,李晶,陈杰,花亦怀,张新军,姜雪,徐明海,青霞. 石油学报. 2015(08)
[8]英国石油集团（BP）正式发布《BP2035世界能源展望》（2015版）中国专题报告[J]. 胡敏. 炼油技术与工程. 2015(06)
[9]变压吸附PSA净化天然气技术[J]. 黄星,曹文胜. 低温与特气. 2014(03)
[10]醇胺法脱硫脱碳技术研究进展[J]. 韩淑怡,王科,黄勇,祁亚玲,胡玲,焦圣华. 天然气与石油. 2014(03)
博士论文
[1]调湿材料性能及其评价方法的研究[D]. 吴懿.湖南大学 2016
[2]三维网格模型和网络语音质量评估技术研究[D]. 江亮亮.西安电子科技大学 2015
[3]高含CO2天然气管道输送技术研究[D]. 骆伟.西南石油大学 2013
[4]二氧化碳的吸附分离[D]. 张中正.天津大学 2012
硕士论文
[1]硅铝基多孔材料变压吸附电厂烟气中二氧化碳的性能研究[D]. 郝京华.河北科技大学 2018
[2]低温变压吸附脱除天然气中二氧化碳实验研究[D]. 刘宝林.大连理工大学 2015
[3]气固两相流变压吸附制氧的CFD模拟[D]. 陈勇.大连理工大学 2013
[4]基于Fluent的粗糙单裂隙水流数值模拟研究[D]. 梁敏.合肥工业大学 2010
[5]介孔CexZr1-xO2复合氧化物的制备及Cu基催化剂富氢条件下CO氧化性能的研究[D]. 滕美玲.南昌大学 2008
[6]变压吸附法脱除烟气中二氧化碳的实验研究[D]. 邓丹.华中科技大学 2008
本文编号：3473887
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