膜吸收法脫除沼氣中H_2S的實驗研究

【摘要】：本文綜述了國內(nèi)外膜吸收法脫除酸性氣體的研究現(xiàn)狀、膜吸收法的原理和傳質(zhì)過程,并運用這些已有的理論知識作為此次研究的基礎,開展膜吸收法沼氣脫硫?qū)嶒?。首?采用聚丙烯中空纖維膜接觸器作為吸收器,考察各單因素對脫硫效率的影響,并分析其原因。結果表明:正流程、逆流方式的脫硫效果優(yōu)于反流程、并流;液體流速小于0.3m/min時,豎直放置的脫硫效率比水平放置時略大,液體流速大于0.3m/min時,變化趨勢則相反;NaOH、Na2CO3和MDEA溶液濃度相同時,NaOH溶液的脫硫效率最高;脫硫效率隨液體流速的增大而升高,但均高于90%;脫硫效率隨氣體流速的增大而下降;脫硫效率隨氣體溫度的升高而有所提高,考慮到能耗與膜的耐高溫性,一般設定為25℃;脫硫效率隨進氣壓力的增大而升高,為了避免過大氣液壓差,選取0.08MPa;在堿液條件下,膜吸收器的長期穩(wěn)定性較差;在最佳條件下,脫硫效率達到99%以上。其次,正交實驗得出吸收劑濃度0.2 mol/L、氣體流速0.6m/min、液體流速0.59m/min為較優(yōu)的膜吸收參數(shù),此條件下脫硫效率最高可達99.94%,同時各因子對H2S脫除效率的影響程度的次序為:氣體流速液體流速吸收劑濃度。最后,考察了各單因素對總傳質(zhì)系數(shù)的影響,并運用氣態(tài)膜分離過程傳質(zhì)理論對總傳質(zhì)系數(shù)做了定性和定量分析。結果表明:當液體流速小于0.54m/min時,隨著堿液流速的增大,總傳質(zhì)系數(shù)也不斷提高,液體流速大于0.54m/min時,繼續(xù)增大液體流速,總傳質(zhì)系數(shù)變化趨勢變緩;隨著氣體流速、堿液濃度的增大,總傳質(zhì)系數(shù)不斷增大,堿液濃度從0.02 mol/L提高至0.25 mol/L時,極大地提高了總傳質(zhì)系數(shù);隨著進氣壓力、溫度的增大,總傳質(zhì)系數(shù)不斷增大,所以壓力和溫度也是不可忽視的因素。綜上所述,液體濃度和流速對總傳質(zhì)系數(shù)的影響與脫硫效率一致,而氣體流速卻相反。 【關鍵詞】：膜接觸器 NaOH 脫硫效率 總傳質(zhì)系數(shù)
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 文獻綜述8-27
• 1.1 研究的背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和水平9-26
• 1.2.1 常見的沼氣脫硫方法和特點9-11
• 1.2.2 膜吸收法沼氣脫硫方法和特點11-26
• 1.3 研究的目的和內(nèi)容26-27
• 2 膜吸收法沼氣脫硫?qū)嶒炑芯?/span>27-40
• 2.1 實驗材料27
• 2.2 實驗裝置和流程27-29
• 2.3 實驗操作步驟29
• 2.4 實驗數(shù)據(jù)處理29
• 2.5 實驗結果與討論29-38
• 2.5.1 氣液流程方式對脫硫效率的影響29-30
• 2.5.2 膜組件放置方式對脫硫效率的影響30-31
• 2.5.3 氣液流向?qū)γ摿蛐实挠绊?/span>31-32
• 2.5.4 吸收液的種類對脫硫效率的影響32-33
• 2.5.5 液體流速對脫硫效率的影響33-34
• 2.5.6 氣體流速對脫硫效率的影響34-35
• 2.5.7 液體濃度對脫硫效率的影響35-36
• 2.5.8 氣相壓力對脫硫效率的影響36
• 2.5.9 溫度對脫硫效率的影響36-37
• 2.5.10 膜組件的長期穩(wěn)定性對脫硫效率的影響37-38
• 2.6 本章小結38-40
• 3 膜吸收法沼氣脫硫的正交實驗研究40-48
• 3.1 正交實驗簡介40-44
• 3.2 正交實驗方案設計44-45
• 3.3 正交實驗結果和分析45-46
• 3.4 驗證實驗46
• 3.5 本章小結46-48
• 4 膜吸收法沼氣脫硫的傳質(zhì)分析48-54
• 4.1 總傳質(zhì)系數(shù)的計算方法48-49
• 4.2 各主要因素對總傳質(zhì)系數(shù)的影響49-53
• 4.2.1 液體流速對總傳質(zhì)系數(shù)的影響49
• 4.2.2 氣體流速對總傳質(zhì)系數(shù)的影響49-50
• 4.2.3 液體濃度對總傳質(zhì)系數(shù)的影響50-51
• 4.2.4 氣相壓力對總傳質(zhì)系數(shù)的影響51-52
• 4.2.5 溫度對總傳質(zhì)系數(shù)的影響52-53
• 4.3 本章小結53-54
• 5 結論與展望54-56
• 5.1 結論54-55
• 5.2 展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-63

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