當(dāng)前,沼氣的利用仍然以低品位的直燃熱為主。在化石能源日趨枯竭的威脅和全球氣候變化的影響下,人們開始探索沼氣的中高端利用途徑,凈化提純后的沼氣可用作管道天然氣或用作汽車燃料。沼氣中的CO_2含量高達(dá)30～40v/v%,經(jīng)過凈化CO_2含量需達(dá)到3v/v%以下才能滿足車用天然氣的標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)各種脫碳方法進(jìn)行比較,并根據(jù)沼氣的特點(diǎn),采用活化MDEA法沼氣脫碳工藝,對(duì)工藝過程進(jìn)行了模擬和優(yōu)化。本研究通過采用Aspen Hysys軟件,以日產(chǎn)10萬(wàn)m~3/天的沼氣為對(duì)象,建立活化MDEA法脫碳基本工藝的模擬流程。采用35wt%MDEA+3.5wt%PZ為吸收液吸收沼氣中CO_2,目標(biāo)是使產(chǎn)品氣中CO_2含量達(dá)到2.5v/v%以下。計(jì)算得出各操作單元的相關(guān)參數(shù)和流股的物料平衡計(jì)算結(jié)果及能量平衡計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明在合理的操作參數(shù)范圍內(nèi),以活化MDEA法脫除沼氣中的CO_2來滿足車用天然氣標(biāo)準(zhǔn)要求是可行的。對(duì)工藝流程中主要操作參數(shù)進(jìn)行敏感性分析,得出脫碳效果及系統(tǒng)能耗隨工藝參數(shù)的變化規(guī)律,通過分析給出了最佳操作參數(shù)建議。確定了對(duì)系統(tǒng)能耗影響顯著的兩個(gè)操作因素:(1)胺液循環(huán)量;(2)貧液出再生塔溫度與富液進(jìn)再生塔溫度之差。為探索節(jié)能的脫碳途徑,提出三種改進(jìn)流程:(1)兩段吸收—兩段解吸流程;(2)再生氣冷凝液與貧液匯流流程;(3)在吸收塔底部抽出部分吸收液以內(nèi)冷卻降溫。兩段吸收—兩段解吸工藝流程無(wú)法達(dá)到降低系統(tǒng)能耗的目的。再生氣冷凝液與貧液匯流流程,使再沸器、貧胺冷卻器、再生塔頂冷凝器的熱負(fù)荷相對(duì)于基本工藝流程分別下降了16.35%、7.47%、28.14%。這種改進(jìn)措施相當(dāng)于再生塔塔板數(shù)增加了一塊,使胺液再生更加完全。在再生氣冷凝液與貧液匯流流程基礎(chǔ)上,吸收塔底增設(shè)內(nèi)冷裝置與無(wú)內(nèi)冷流程相比,吸收液循環(huán)量降低,再沸器和貧胺冷卻器的熱負(fù)荷分別下降2.82%、32.12%,再生塔頂冷凝器熱負(fù)荷幾乎不變。最后,以運(yùn)行成本用為目標(biāo),建立了活化MDEA法脫碳系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模型。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S216.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 王海濤;白樺;;2013年國(guó)際天然氣市場(chǎng)供需形勢(shì)及價(jià)格走勢(shì)分析與展望[J];天然氣工業(yè);2014年07期

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8 甄峰;李東;孫永明;李志兵;袁振宏;;沼氣高值化利用與凈化提純技術(shù)[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2012年11期

9 艾克利;楊靖明;曹東旭;劉培軍;;MDEA在脫硫過程中的降解腐蝕原因分析及對(duì)策[J];全面腐蝕控制;2012年08期

10 夏水林;張敬鳳;王峰;;NHD脫碳工藝低閃氣CO_2純度的影響因素[J];化肥設(shè)計(jì);2012年02期

本文編號(hào)：2823135