试析变压吸附技术分离CH4∕N2气体混合物.pdf

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1、技术管理试析变压吸附技术分离CH4/N2气体混合物徐李强(陕煤化集团神木富油能源科技有限公司陕西榆林719319)摘要：变压吸附(PSA)技术作为一种应用较为广泛的气体分相对容易。由此可见，在实验过程中，吸附剂主要择取T103活性离提纯法，在工业领域具有至关重要的应用意义。现阶段，大部炭，其分离系数为2.90。分工业化的变压吸附过程属于弱吸附组分，而煤层气中的甲烷2.操作参数与吸附分离之间的关系（CH4）产品，亦为强吸附组分，与PSA工艺在实施中的意义相在变压吸附分离过程中，各个阶段定量结果为关键问题，同反。本文主要从CH4/N2研究体系出

2、发，深入探究变压吸附操作时必须要考虑分离技术操作条件。通常状况下，产品回收率=[第参数与CH4分离提纯的关系，从而解决煤层气中CH4提纯分离问Ⅳ步自产品中提取的CH4量+第Ⅴ步自产品中提取的CH4量)÷题。每循环]÷（原料气中CH4总含量÷每循环），而原料气中CH4总关键词：变压吸附技术；CH4；N2含量÷每循环=自出口气中提取的CH4总量÷原料气中CH4摩伴随着人们环境保护意识的提高逐渐增强，其对煤矿开采安尔分数。由此可见，传质阻力不是研究重点，故主要探究各步骤全要求性越来越高。近几年来，国内外煤层气开发与利用已经成操作压力，并分析原料处

3、理量与分离提纯间的相互关系。为了研究者的重要的课题。煤层气中以CH4为有效成分，当其浓首先，针对吸附压力而言，基于其它条件一致状况下，增强吸度＞80％时,才能用作一种化工原料或能源，而其浓度处在附压力,在吸附相中，可提高CH4浓度，从而保证产品CH4浓度。20％-45％之间时，则缺乏利用价值。我国作为一个产煤大国，在活性炭上，CH4吸附遵Langmuir方程。当压力达至某特定值煤层气资源丰富，但利用率不高，究其根源，CH4提纯分离问题突后，吸附量基本无变化，但针对填料空隙空间内，其压缩气体量与出。笔者综合自身多年来实践经验，深入探究变压吸附

4、技术分离压力呈正比例关系，故禁止盲目提升吸附压力。吸附压力具有不CH4/N2气体混合物，旨在解决CH4提纯分离问题。可取性，主要表现在两个方面（：1）提高能耗（；2）空隙空间中气体一、变压吸附技术分离CH4/N2气体混合物实验方法与组分间分离无明显关系，因此压力变化必须要借助Langmuir1.装置分析方程平台。若提高吸附压力,易增大第Ⅲ步产品中的CH4穿透应用自行设计的单柱PSA装置，主要包括两部分：一是配气量,与理论一致。系统(Ⅰ)，二是变压吸附系统(Ⅱ)。以高压气瓶中气体为依据，配实验结构表明，若第Ⅲ步结束压力出现下降，可增大产品气制

5、原料气，其浓度不同，然后步入PSA系统，作分离提纯处理，获CH4浓度。基于其它条件一致状况下，当第Ⅲ步结束压力取组分气体（浓度＞原料气）。以吸附柱为系统核心，步入系统（0.8MPa）降至0.4MPa时,第Ⅳ步CH4产品浓度可上升6％左前，必须清理实际抽放煤层气的强吸附杂质，譬如CO2、H2O等。右；若降至0.2MPa，其浓度可上升11％左右。当吸附压力处于通过预处理，将煤层气中的杂质去除，可将其作为CH4/N2混和特定水平时，第Ⅲ步结束压力取值处于最理想状态，与常压接近。气。而就真空度而言，逆放与抽真空均属于产品步骤，在吸附相2.方法分析中

6、，可将CH4解吸出来。针对逆放步骤而言，其结束压力最低取从实验方法出发，主要表现在四个方面：（1）在PSA过程设值属于常压。立足于抽真空结束压力角度，若取低值，则表示产置中，主要操作步骤包括七个方面：一是充压，二是吸附，三是均品纯度良好,但消耗能量大。若真空度低，则容易构成恶性循环，压，四是置换，五是顺向降压（逆向降压），六是清洗，七是抽真降低CH4吸附量，威胁第Ⅰ步充气量，故不利于产品回收率的提空。以不同体系为依据，并考虑分离要求，执行上述步骤。在高。另外,易诱发第Ⅲ步穿透CH4出现滞留现象，导致吸附柱顶CH4/N2系统中，以CH4为强吸

7、附组分，经由吸附相获取，故提高端产品难以抽出,产品浓度低。诸多文献表示，降低原料气处理其在吸附相中的浓度已成为了关键。由此可见，在PSA过程中，量,能保证分离效果。本实验研究发现，进料量与最终获取产品可设置逆向减压、并流减压、逆向抽真空三个步骤。整个PSA过浓度无相关性，但进料量与回收率呈反比例关系。程主要涵盖五个步骤：一是充气，二是高压吸附，三是并流减压，结束语四是逆向减压，五是抽真空；（2）吸附剂选择。利用静态体积法，综上所述，添设置换步骤，增强吸附压力，在吸附相中，提高对吸附剂作吸附实验,确保其能分离CH4/N2；（3）变压吸附实其C

8、H4浓度,减少并向减压结束压力，促使真空度完全解吸CH4，验。依据以上步骤进行循环操作，基于不同操作条件下，经由可保证产品CH4浓度。PSA系统，自出口处取出CH4/N2混和气进