甲烷氮的气变压吸附分离的实验与模拟.pdf

甲烷/氮气变压吸附分离的实验与模拟 周圆圆 杨华伟 张东辉 天津大学化工学院化学工程研究所，国家化学工程联合重点实验室，天津300072 摘要：以活性炭为吸附剂，利用单塔做出V(CH4)/V(N2)=30/70的甲烷/氮气混合气中甲烷的穿透曲线，并且利用三塔VPSA 工艺对混合气进行分离，可使产品气中φ(CH4)由30％提高至60％～62％。运用AspenAdsim采用有限差分方法对单塔穿透与三 塔VPSA分离进行了模拟。模拟发现：单塔模拟结果与实验结果基本吻合，三塔VPSA的实验结果与模拟结果也基本一致，为 甲烷富集的工业装置建立提供基本设计参数。 甲烷-氮气混合气；甲烷浓缩；AspenAdsim；实验与模拟；穿透曲线；VPSA TQ028.1+4 A 1001-9219(2011)05-21-07 2010-05-06 天津市科技支撑项目 (2009F3-0005); 周圆圆 （1985-），女，硕士研究生 22 23 24 25 @@[1] 郑顺朝.煤矿瓦斯的治理和利用[J].山西煤炭，2010，30 (5):55-57. @@[2] 杨明莉.煤层甲烷变压吸附浓缩的研究[D].重庆：重庆 大学，2004. @@[3] 刘应书，郭广栋，李永玲，等.变压吸附浓缩低甲烷浓度 煤层气的实验研究[J].低温与特气，2010，28(2):5-8. @@[4] OlagossyA,GawdzikA,BudnerZ,etal.Methane separation from coalmine methane gas by vacuum pressureswingadsorption[J]. ChemEngResDes,2003, 81(4):474-482. @@[5] BuczekB.Developmentoftextureofcarbonaceoussorb entforuseinmethanerecoveryfromgaseousmixtures[J]. InzChemProcesowa,2000(21):385-392. @@[6] 崔乐雨，张东辉，苏伟，等.变压吸附法回收氮气中的微 量甲烷[J].天然气化工，2008，33(6):1-5. @@[7] 胡祖祥，李尧斌.煤矿瓦斯的厉害分析及其综合应用 [J].科技信息，2008，(12):7-8. @@[8] 辜敏.模拟的煤层气在活性炭上穿透曲线的研究[J].天 然气化工，2003，28(2):23-25. @@[9] 辜敏，刘克万，鲜学福，等.烟煤制备成型活性炭及其 PSA浓缩CH4/N2中CH4的性能研究[J].功能材料，2010， 2(41):204-207. @@[10]席芳，林文胜，顾安忠，等.煤层气在活性炭和炭分子筛 上变压吸附分离[J].化工学报.2010，61(S2)：54-57. @@[11]张福凯，徐龙君，鲜学福.改性煤变压吸附分离煤层气中 甲烷的研究[J].天然气化工，2008，33(4):17-19. @@[12]崔长春.煤层气开发利用前景诱人[J].天然气化工， 2008，33(3):71-74. @@[13]SircarS.PressureSwingAdsorption[J].IndEngChemRes, 2002,41(6):1389-1392. @@[14]何东荣，张东辉.变压吸附过程的模拟[J].天然气化工，