%0 Journal Article %A 田军鹏 %A 沈圆辉 %A 张东辉 %A 唐忠利 %T 规整复合吸附剂真空变压吸附分离CH4/N2工艺模拟与分析 %D 2021 %R 10.11949/0438-1157.20210650 %J 化工学报 %P 5675-5685 %V 72 %N 11 %X

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。

%U https://hgxb.cip.com.cn/CN/10.11949/0438-1157.20210650