单级-两级膜分离法分离CO 2 /CH 4 实验研究

发布时间：2021-02-03 13:55

　　通过建立3～5（STP）m³/h规模的膜分离试验装置,在不同的压力、温度、流量条件下,对单级膜分离法进行了试验研究。并采用串联的方式将2个膜组件进行耦合,形成两段式膜分离系统。研究结果表明:对PI膜组件的单级膜分离法而言,增大气体流量有利于减弱浓差极化现象;提高膜两侧压差和气体温度有利于提高CO₂的膜渗透能力。对两级法而言,提升进气压力等条件可以有效提高渗透气CO₂浓度达到91.64%;两级法较单级法具有更高分离效果和较低的CO₂脱除效率,因此需要根据实际需要进行合理配置。 

【文章来源】：锅炉技术. 2020,51(02)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

溶解-扩散机理示意图

单级膜分离试验系统见图2,从气瓶中出来的高纯CO2和CH4通过质量流量控制器的调节作用后,经过三级过滤器的净化,管道加热带的预热过程后,从进气口通入膜组件。在压差的作用下,气体在膜组件内受到PI膜的选择渗透作用,高浓度CO2气体从渗透端析出,而高浓度CH4气体从滞留端排出,两股气体分别通过在线红外分析仪的组分测量后,通入储气罐以方便后续处理。2.2.2 两级膜分离法系统

两级膜分离系统见图3,混合气体通过1号膜的分离作用后,滞留端的富CH4气体先行进入气体终端,而渗透端的富CO2气体则进入2号膜进行进一步脱除,最终的高浓度CO2气体从2号膜渗透端析出,而富CH4的回收气则通过滞留端返回气体终端。各个位置的气体组分通过三通和阀门由在线红外分析仪进行检测,剩余富含CO2的尾气则通过减压阀泄压后通过抽气机排向环境之中。3 数据处理方法

【参考文献】：
期刊论文
[1]针对现役机组的CO2捕集系统优化集成[J]. 徐钢,丁捷,杨勇平,李守成,刘文毅,宋晓娜.  工程热物理学报. 2014(01)
[2]单乙醇胺溶液捕集烟气中CO2的传质过程研究[J]. 林强,范浩杰,樊俊杰,梅登飞,高昊天,张忠孝.  锅炉技术. 2013(03)
[3]煤直接制甲烷实验研究[J]. 程晓磊,樊腾飞,杜鹏飞,田文栋,肖云汉.  工程热物理学报. 2013(05)
[4]煤直接制甲烷系统的热力学分析[J]. 程晓磊,樊腾飞,杜鹏飞,田文栋,肖云汉.  工程热物理学报. 2012(10)
[5]高灰熔点煤气化特性及灰渣熔融特性的研究[J]. 乌晓江,张忠孝,徐雪元,刘建斌,张建文.  动力工程学报. 2011(07)
[6]乙醇胺溶液吸收CO2动力学实验研究[J]. 李伟斌,陈健.  中国科技论文在线. 2009(12)
[7]煤气化技术现状、发展及产业化应用[J]. 高恒,刘宏建.  煤化工. 2009(01)

硕士论文
[1]燃煤烟气中共存杂质对膜分离CO2影响机理的初步研究[D]. 王霞.东南大学 2015
[2]低温甲醇洗工艺流程模拟与分析[D]. 吴珍珍.华东理工大学 2013



本文编号：3016620