规整复合吸附剂真空变压吸附分离CH_(4)/N_(2)工艺模拟与分析

作     者：田军鹏 沈圆辉 张东辉 唐忠利 TIAN Junpeng;SHEN Yuanhui;ZHANG Donghui;TANG Zhongli

作者机构：天津大学化工学院化学工程研究所化学工程联合国家重点实验室天津300350 

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFB1505000) 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2021年第72卷第11期

页      码：5675-5685页

摘      要：为减少甲烷排放,实现低浓度煤层气有效资源化利用,探究了使用规整复合吸附剂真空变压吸附富集低浓度煤层气的工艺。采用静态容积法测定了甲烷、氮气在规整复合吸附剂上的吸附等温线,同时建立了包括质量、热量和动量守恒在内的严格吸附床数学模型,设计了三塔连续进料的真空变压吸附工艺并进行模拟。分析了工艺达到循环稳态后吸附床层轴向温度分布和压力变化,并且探究了进料量、解吸压力、原料气中甲烷浓度和吸附压力对纯度、回收率、工艺能耗和吸附剂产率等工艺性能的影响。模拟结果表明,在进料量为100 L·min^(-1),解吸压力为0.1 bar(1 bar=0.1 MPa),原料气甲烷浓度为30%,吸附压力为3 bar时可以生产纯度为59.07%,回收率为93.64%的富CH4产品气,同时单位能耗为18.70 kJ·mol^(-1),吸附剂产率为4.56 mol·h^(-1)·kg^(-1)。表明规整吸附剂对CH4/N2具有良好的吸附分离效果,能够实现低浓度煤层气中甲烷高效富集。

主 题 词：规整复合吸附剂 真空变压吸附 煤层气富集 数值模拟 甲烷 

学科分类：081704[081704] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 081701[081701] 

核心收录：

D　O　I：10.11949/0438-1157.20210650

馆 藏 号：203106058...