隨著能源結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化,天然氣因其高效、清潔、安全、污染少等優(yōu)勢在整個能源結(jié)構(gòu)中的比重逐漸增大。天然氣代替其它燃料,可以降低CO2、H2S、NOX的排放,這對改善大氣環(huán)境、減輕溫室效應(yīng)有著十分重要的作用。特別是近些年,發(fā)現(xiàn)了許多富含CO2的氣田,開采的天然氣面臨氣體品質(zhì)和尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的雙要求,因此需要將其脫除。吸附法以其設(shè)備簡單、適用領(lǐng)域廣、耗能小和容易實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)勢被普遍的關(guān)注。本文采用5A、13X和13X-APG三種沸石材料作為吸附劑,吸附分離天然氣中的CO2。通過單組份和雙組份實(shí)驗以及理論模型擬合,探討所用吸附劑在低溫下分離CH4/CO2混合氣體的性能。采用靜態(tài)容積法測量了CO2和CH4在5A、13X和13X-APG沸石分子篩上的單組份吸附平衡等溫線,研究了吸附溫度和壓力對吸附量的影響。研究結(jié)果表明,CO2和CH4的吸附量隨吸附溫度的降低和壓力的增大而增加,吸附劑對CO2的吸附量比CH4大,在-30℃時CO2在所用吸附劑上的飽和吸附量最高,分別為4.94 mmol/g、6.52 mmol/g和6.35 mmol/g。利用Langmuir模型、Sips模型、Toth模型和DSL模... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景及意義
    1.2 常用天然氣脫碳技術(shù)
        1.2.1 吸收分離法
        1.2.2 低溫分離法
        1.2.3 膜分離法
        1.2.4 吸附分離法
        1.2.5 各種分離法比較
    1.3 吸附劑
        1.3.1 活性炭
        1.3.2 沸石
        1.3.3 介孔材料
        1.3.4 有機(jī)金屬骨架
    1.4 吸附等溫線及模型
        1.4.1 吸附等溫線
        1.4.2 單組份吸附模型
        1.4.3 雙組份吸附模型
    1.5 研究內(nèi)容
2 實(shí)驗部分
    2.1 實(shí)驗原料和設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗材料和試劑
        2.1.2 實(shí)驗測試設(shè)備
    2.2 分析方法
        2.2.1 二氧化碳和甲烷檢測
        2.2.2 SEM分析
        2.2.3 BET分析
    2.3 實(shí)驗裝置與流程
        2.3.1 靜態(tài)吸附實(shí)驗
        2.3.2 動態(tài)吸附實(shí)驗裝置和步驟
    2.4 實(shí)驗研究內(nèi)容
        2.4.1 吸附劑預(yù)處理
        2.4.2 靜態(tài)吸附實(shí)驗
        2.4.3 動態(tài)吸附實(shí)驗
3 靜態(tài)吸附實(shí)驗研究
    3.1 引言
    3.2 吸附劑表征
        3.2.1 沸石5A吸附劑表征
        3.2.2 沸石13X吸附劑表征
        3.2.3 沸石13X-APG吸附劑表征
    3.3 CO_2吸附實(shí)驗研究
        3.3.1 沸石5A等溫吸附曲線
        3.3.2 沸石13X等溫吸附曲線
        3.3.3 沸石13X-APG等溫吸附曲線
        3.3.4 吸附性能比較
        3.3.5 再生后吸附性能比較研究
    3.4 CH_4吸附實(shí)驗研究
        3.4.1 沸石5A等溫吸附曲線
        3.4.2 沸石13X等溫吸附曲線
        3.4.3 沸石13X-APG等溫吸附曲線
    3.5 本章小結(jié)
4 CH_4/CO_2動態(tài)分離實(shí)驗研究
    4.1 引言
    4.2 工藝條件對吸附分離的影響
        4.2.1 氣體流量
        4.2.2 吸附壓力
        4.2.3 填料高度
        4.2.4 吸附溫度
    4.3 再生性能實(shí)驗研究
        4.3.1 抽真空再生研究
        4.3.2 加熱再生研究
        4.3.3 吸附劑再生穩(wěn)定性研究
    4.4 本章小結(jié)
5 吸附平衡數(shù)值擬合研究
    5.1 引言
    5.2 單組份吸附模型擬合
        5.2.1 Langmuir模型擬合
        5.2.2 Sips模型擬合
        5.2.3 Toth模型擬合
        5.2.4 DSL模型擬合
        5.2.5 單組份擬合結(jié)果對比
    5.3 單組份吸附熱計算
    5.4 組份吸附模型擬合
        5.4.1 模型擬合
        5.4.2 穿透曲線實(shí)驗與模擬對比
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 單組份模型擬合數(shù)據(jù)結(jié)果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]變壓吸附分離工業(yè)廢氣中二氧化碳的研究進(jìn)展初探[J]. 張士玲,王法強(qiáng).  科技與企業(yè). 2014(24)
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[7]LNG原料氣深度脫硫脫碳技術(shù)研究[J]. 周永陽,黃黎明,何金龍,彭修軍.  石油與天然氣化工. 2014(03)
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[9]中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整與天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景[J]. 陸家亮,趙素平.  天然氣工業(yè). 2013(11)
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碩士論文
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[2]甲烷/二氧化碳的吸附法分離[D]. 王震.天津大學(xué) 2005
[3]吸附精餾法回收二氧化碳工藝[D]. 周艷欣.天津大學(xué) 2004



本文編號：3265773