基于疏水膜技术的CO 2 热再生塔顶再生气的余热回收研究
发布时间：2021-09-30 18:10
对沼气进行提纯净化,可获得生物天然气,缓解天然气供需矛盾。在众多沼气提纯技术中,CO2化学吸收法因技术成熟、产品气CH4纯度高等优势而倍受关注。但化学吸收法存在CO2分离成本高的问题亟待解决,尤其是富CO2吸收剂溶液（简称富液）的再生能耗高,其可占总能耗的60%以上。在CO2化学吸收工艺的热再生部分,再生塔顶所排出的再生气（CO2和H2O（g）混合气）携带大量的饱和水蒸气,且温度较高,携带大量潜热,而该部分热量通常会被再生塔外的外部循环冷却水带走,造成热量浪费。因此,回收此部分热量,将会有助于再生能耗的降低。本论文以系统传热通量为主要指标,探讨了疏水的聚四氟乙烯（PTFE）膜换热器和亲水的聚醚醚酮（PEEK）膜换热器的余热回收性能,并对关键参数影响及膜排列组合模式进行了研究,结论如下:在疏水膜换热器和亲水膜换热器的研究中,采用冷富液作为再生气余热回收介质,以传热通量和传质通量为主要考察指标,探讨了乙醇胺（MEA）富液流量、富液进口温度...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学吸收法提纯沼气工艺流程图
基于疏水膜技术的CO2热再生塔顶再生气的余热回收研究9收锅炉和燃煤发电厂等排放的废气，鲜少有利用有机平板膜换热器回收CO2化学吸收法排放的高温再生气余热。因此，本课题使用有机平板膜回收再生气中的水和热具有一定的创新性。1.3膜法回收热再生气余热的可行性采用平板膜换热器作为再生气与富液之间的换热介质具备以下几个优点：（1）理论上，疏水膜可促使水蒸气直接从热气侧扩散到冷富液侧从而回收再生气中的潜热，将有效提高膜热回收效率；（2）长期运行将导致膜壁上不可避免产生污垢，从而影响恒定的热回收性能（Yangetal2019），相对而言，有机膜价格更为低廉，更换成本低，有利于其工业应用（Gaoetal2019）；（3）在有机膜中，PTFE膜表现出良好的化学稳定性和强疏水性（Shyretal2015,Changetal2018），PEEK膜具有高的热稳定性和高的强度重量比（Zhaoetal2016）。基于此，本课题采用疏水和亲水平板膜接触器作为CO2/H2O(g)热再生气的回收介质，具体工艺流程图详见图1-2所示。图1-2采用膜热回收装置的化学吸收法工艺流程图（再生部分）Fig.Processflowchartofchemicalabsorptiontechnologywithmembraneheatrecoveryunit(regenerationpart)采用膜热回收装置回收再生气余热是在再生塔顶设置一膜换热器，利用分流的冷富液在疏和（或）亲平板膜换热器中与高温再生气体进行热交换，在温度差的作
试验研究的技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物天然气生长正发力[J]. 天工. 天然气工业. 2020(02)
[2]欧洲生物天然气产业发展的思考[J]. 王波,王超,于光林,窦克军. 中国能源. 2019(12)
[3]中空纤维膜脱除烟气中CO2的应用与发展[J]. 刘燕芳,杨洁. 广州化工. 2019(17)
[4]CO2化学吸收法中再生气的陶瓷膜余热回收特性[J]. 崔秋芳,徐立强,涂特,贺清尧,晏水平. 化工进展. 2019(08)
[5]陶瓷膜冷凝器用于烟气脱白烟过程的中试研究[J]. 曹语,王乐,季超,黄延召,薛志磊,陆剑鸣,漆虹. 化工学报. 2019(06)
[6]德国KIT的技术成功地用生物质生产合成天然气（SNG）[J]. 王熙庭. 天然气化工（C1化学与化工）. 2019(01)
[7]天然气锅炉余热深度回收换热器换热特性研究[J]. 秦柏,张强,张波,吴超. 哈尔滨理工大学学报. 2018(05)
[8]电厂氟塑钢空预器的传热与积灰性能研究[J]. 杨继虎,孙志坚,袁瑞峰,黄浩,陈天宇,胡亚才. 浙江大学学报(工学版). 2018(03)
[9]沼气提纯净化与高值利用技术研究进展[J]. 韩文彪,王毅琪,徐霞,陈灏,赵玉柱. 中国沼气. 2017(05)
[10]串/并联全热回收风冷式冷（热）水系统的性能分析[J]. 袁晓军,于太增,邵丽萍. 制冷与空调. 2017(06)
博士论文
[1]基于新型膜接触器的CO2化学吸收技术及工艺改进[D]. 马秦慧.浙江大学 2018
[2]改良氨法捕集烟气中CO2技术的研究[D]. 杨楠.中国矿业大学（北京） 2015
硕士论文
[1]混合吸收剂的沼气CO2化学吸收—再生特性研究[D]. 余歌.华中农业大学 2018
[2]燃气锅炉烟气冷凝余热回收与净化模拟研究[D]. 纪迎迎.北京建筑大学 2017
[3]外源吸收剂对沼液CO2吸收及生态毒性的影响[D]. 王文超.华中农业大学 2017
[4]烟气余热回收换热器强化传热特性实验研究[D]. 夏虎.重庆大学 2016
[5]膜闪蒸过程CO2解吸性能及复合吸收剂的研究[D]. 宋江慧.北京化工大学 2013
[6]化学吸收法/变压吸附法脱除沼气中CO2的实验研究[D]. 于干.浙江工业大学 2013
[7]氨水溶液的CO2膜吸收及减压再生研究[D]. 张超昱.浙江大学 2012
[8]吸收CO2的新型化学吸收剂和工艺研究[D]. 王金莲.浙江大学 2007
本文编号：3416395
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学吸收法提纯沼气工艺流程图
基于疏水膜技术的CO2热再生塔顶再生气的余热回收研究9收锅炉和燃煤发电厂等排放的废气，鲜少有利用有机平板膜换热器回收CO2化学吸收法排放的高温再生气余热。因此，本课题使用有机平板膜回收再生气中的水和热具有一定的创新性。1.3膜法回收热再生气余热的可行性采用平板膜换热器作为再生气与富液之间的换热介质具备以下几个优点：（1）理论上，疏水膜可促使水蒸气直接从热气侧扩散到冷富液侧从而回收再生气中的潜热，将有效提高膜热回收效率；（2）长期运行将导致膜壁上不可避免产生污垢，从而影响恒定的热回收性能（Yangetal2019），相对而言，有机膜价格更为低廉，更换成本低，有利于其工业应用（Gaoetal2019）；（3）在有机膜中，PTFE膜表现出良好的化学稳定性和强疏水性（Shyretal2015,Changetal2018），PEEK膜具有高的热稳定性和高的强度重量比（Zhaoetal2016）。基于此，本课题采用疏水和亲水平板膜接触器作为CO2/H2O(g)热再生气的回收介质，具体工艺流程图详见图1-2所示。图1-2采用膜热回收装置的化学吸收法工艺流程图（再生部分）Fig.Processflowchartofchemicalabsorptiontechnologywithmembraneheatrecoveryunit(regenerationpart)采用膜热回收装置回收再生气余热是在再生塔顶设置一膜换热器，利用分流的冷富液在疏和（或）亲平板膜换热器中与高温再生气体进行热交换，在温度差的作
试验研究的技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物天然气生长正发力[J]. 天工. 天然气工业. 2020(02)
[2]欧洲生物天然气产业发展的思考[J]. 王波,王超,于光林,窦克军. 中国能源. 2019(12)
[3]中空纤维膜脱除烟气中CO2的应用与发展[J]. 刘燕芳,杨洁. 广州化工. 2019(17)
[4]CO2化学吸收法中再生气的陶瓷膜余热回收特性[J]. 崔秋芳,徐立强,涂特,贺清尧,晏水平. 化工进展. 2019(08)
[5]陶瓷膜冷凝器用于烟气脱白烟过程的中试研究[J]. 曹语,王乐,季超,黄延召,薛志磊,陆剑鸣,漆虹. 化工学报. 2019(06)
[6]德国KIT的技术成功地用生物质生产合成天然气（SNG）[J]. 王熙庭. 天然气化工（C1化学与化工）. 2019(01)
[7]天然气锅炉余热深度回收换热器换热特性研究[J]. 秦柏,张强,张波,吴超. 哈尔滨理工大学学报. 2018(05)
[8]电厂氟塑钢空预器的传热与积灰性能研究[J]. 杨继虎,孙志坚,袁瑞峰,黄浩,陈天宇,胡亚才. 浙江大学学报(工学版). 2018(03)
[9]沼气提纯净化与高值利用技术研究进展[J]. 韩文彪,王毅琪,徐霞,陈灏,赵玉柱. 中国沼气. 2017(05)
[10]串/并联全热回收风冷式冷（热）水系统的性能分析[J]. 袁晓军,于太增,邵丽萍. 制冷与空调. 2017(06)
博士论文
[1]基于新型膜接触器的CO2化学吸收技术及工艺改进[D]. 马秦慧.浙江大学 2018
[2]改良氨法捕集烟气中CO2技术的研究[D]. 杨楠.中国矿业大学（北京） 2015
硕士论文
[1]混合吸收剂的沼气CO2化学吸收—再生特性研究[D]. 余歌.华中农业大学 2018
[2]燃气锅炉烟气冷凝余热回收与净化模拟研究[D]. 纪迎迎.北京建筑大学 2017
[3]外源吸收剂对沼液CO2吸收及生态毒性的影响[D]. 王文超.华中农业大学 2017
[4]烟气余热回收换热器强化传热特性实验研究[D]. 夏虎.重庆大学 2016
[5]膜闪蒸过程CO2解吸性能及复合吸收剂的研究[D]. 宋江慧.北京化工大学 2013
[6]化学吸收法/变压吸附法脱除沼气中CO2的实验研究[D]. 于干.浙江工业大学 2013
[7]氨水溶液的CO2膜吸收及减压再生研究[D]. 张超昱.浙江大学 2012
[8]吸收CO2的新型化学吸收剂和工艺研究[D]. 王金莲.浙江大学 2007
本文编号：3416395
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