煤层气单塔吸附过程的模拟

采用Aspen Adsorption软件建立了φ(CH_4)为20%煤层气的吸附非等温模型,研究了单塔穿透吸附过程的动态模拟,考察了床层温度、甲烷和氮气的吸附量以及气速等参数的分布规律。结果表明:穿透曲线的模拟结果和实验基本符合。床层相同位置处、同一时间内吸附相和气相温度变化相似,且随时间的推进,各段温度先升高后降低,最终趋于稳定,温度变化幅度为5~15℃。吸附前期,甲烷吸附处于竞争优势,在吸附时间750s时吸附达到饱和,吸附量为0.653mol/kg,约为氮气吸附量的2倍。在150s之前,床层出口段气速始终小于入口段,随时间的增长,进口段气速优先升高,其他段气速随后,待750s后床层吸附达到饱和,此时,各段气速稳定并保持在一个较高的水平。     

进口真空转鼓过滤机的吹扫方法

全国各炼油厂酮苯脱蜡脱油装置的真空转鼓过滤机,80年代前,使用的几乎都是广州重型机械厂仿造苏联的 GM50-3型过滤机,其转鼓格栅是不锈钢丝网,装置每次停汽大修,为了将滤机内部的溶剂、蜡和油等易燃物清理干净,避免出现着火事故,都必须对过滤机内部进行吹扫。常用的吹扫方法有两种:一、用     

油蒸气回收装置中活性炭脱附性能研究

采用BP1240和GH-16A活性炭进行油蒸气脱附实验,考察脱附过程中温度、真空度和吹扫空气流量对活性炭脱附性能的影响.实验结果表明,①低压高温使活性炭脱附率升高,考虑到工业设备成本、运行费用及活性炭热效应,建议工业应用活性炭脱附压力在8～10 kPa,脱附温度不宜高于80℃.②在同样的温度、压力下,动态脱附率远低于静态脱附率.③真空脱附辅以空气吹扫有利于加快脱附速度和提高解吸率.但是在实际应用中,应结合实际情况来确定气体体积流量,以防大量的空气造成回收蒸气的体积分数下降而影响吸收环节的效率.     

煤层气数值模拟信息系统的研究

从我国的煤储层特征出发,分析了适合我国的煤层气数值模拟信息系统需求状况,讨论了系统的设计思路,提出了以C/S为架构的应用系统、数据库和数据服务平台的三层式系统结构,并对系统功能进行了设计。该系统能方便煤储层内流体运移规律的定量描述,能准确进行井和区块产能的预测和评价,为制定合理的开发方案提供理论依据,从而达到经济开采的目的。     

大型LNG储罐的吹扫干燥技术

储罐的干燥和氮气置换方式主要有两种形式,一种是采用持续吹扫的方式进行,一种是采用压涨的方式进行。大连LNG接收站LNG储罐的干燥和氮气置换采用的介质同为氮气,所以储罐的干燥和置换同时进行,其干燥置换步骤主要分为储罐升压、A区干燥置换、B区干燥置换、C区干燥置换和D区干燥置换。采用压涨式干燥吹扫储罐时,需要注意增压和泄压的速度,一般要求增压速度小于1 kPa/h,泄压速度控制在0.8 kPa/h。大型LNG储罐由于在干燥和置换作业前需要进行水压试验,如储罐内的湿度较大,可先利用热的干空气进行吹扫干燥,当露点达到一定值后,改为氮气干燥和置换。     

应用于氮气吹扫的简单控制器

文中介绍一种机械流量控制器，它可取代传统的控制回路，不用电子控制系统，可减少工艺排气中的氧含量。     

甲烷在高比表面活性炭上脱附行为的研究

用以石油焦为原料、ＫＯＨ为活化剂制得的高比表面积活性炭作为吸附剂,研究了甲烷在这种吸附剂上的脱附行为,探讨了活性炭的ＢＥＴ比表面积和孔结构与甲烷脱附性能的关系以及脱附温度和脱附时间对甲烷脱附行为的影响。结果发现：在这种高比表面积活性炭上,甲烷存在着明显的不可逆吸附;活性炭的比表面积和孔结构对甲烷的脱附性能有一定影响,并且随着脱附温度的升高和脱附时间的延长,脱附量逐渐增多     

吸收稳定装置停工过程实现密闭吹扫的措施及效果

炼油装置在停工过程中,会产生较多的废气、污水和污油。如果不能密闭吹扫处理,现场排放,将会造成环境污染,影响装置职工和周边群众的工作和生活。吸收稳定装置通过分析影响环保停工的关键点,增加退油、蒸塔流程,实现了装置的环保停工,保证了达标排放。     

注气驱替煤层气数值模拟研究

注气增产法是一种新兴的提高甲烷抽放率和单井产量的增产技术，其原理是注入的气体与甲烷竞争吸附和降低甲烷有效分压，使甲烷解吸。其优点是保证煤层的能量，有利于甲烷产出，可大幅度提高煤层气的产量和采收率，延长煤层气田的开采期，提高经济效益，加速成本回收。通过研究注气增产法的机理。考虑了气组分和流体组分出现和消失的可能性，建立了注气驱替煤层气的完整的三维拟稳态非平衡吸附数学模型和数值模型．井根据所建立的模型开发了注气驱替煤层气的计算机程序。实例证明，该模型是可靠的，可为注气增产技术在我国煤层气开采中的推广应用起到指导作用。     

含氧煤层气液化精馏提纯技术模拟研究

煤矿开采过程中产生的煤层气由于含有氧气,很难加工利用,绝大部分被放空。本文针对典型的含氧煤层气气源,设计了一种液化精馏工艺流程,并采用流程处理软件HYSYS对流程进行模拟分析。结果表明,该工艺总能耗低,可彻底除去氧、氮杂质,获得高纯的液态甲烷产品。     

水煤浆气流床气化炉的数值模拟

根据气流床结构、煤的物性、气化过程化学反应及传热传质的特点,以气化炉外壁温度等为边界条件,建立了水煤浆气化炉的一维稳态数学模型,采用隐式变步长ODE算法平行求解气化过程中涉及的动量、传热、传质等常微分方程组。并以华亭煤、Australia/UBE、Illinois no.6以及Eastern coal四种煤为例进行了验证,所得模型计算结果与文献试验数据能够较好地吻合。在此基础上以750t/d的GE炉为例,讨论了华亭煤气化过程中的组分变化、颗粒停留时间及碳转化率与气化炉尺寸的关系。所建模型对气化炉设计及运行有一定的指导意义。     

多孔介质+THF+TBAB体系低浓度煤层气水合物合成正交实验

利用水合物法提纯低浓度煤层气具有非常广泛的应用前景。根据正交实验原理设计实验,研究了多孔介质、THF、TBAB对低浓度煤层气水合物合成的相平衡条件、诱导时间和储气量的影响。结果表明,THF+TBAB复配溶液有效改善了水合物合成的相平衡条件,其中THF的促进作用更显著;本实验体系可以有效降低水合物生成的诱导时间,但诱导时间表现出一定的随机性;多孔介质的存在提高了水合物储气量,最高达到38.3L/L。     

THF+TBAB+SDS对含氧煤层气水合物生成促进的实验研究

由于生成条件比较温和、含气率较高、储存稳定、耗能低、再分解简单可控、水合物晶体仅包含水和甲烷的优点,水合物法已成为一种有吸引力的分离含氧煤层气的新方法。实验研究了THF+TBAB+SDS体系中煤层气水合物生成的热力学参数及诱导时间的变化规律,获得了相应的相平衡数据。结果表明:THF+TBAB+SDS对煤层气水合物生成的热力学促进作用明显好于单一组分添加剂;并且THF、TBAB混合后,对煤层气水合物生成热力学起主要促进作用的为THF;三种添加剂混合后,记忆效应对煤层气水合物生成诱导时间影响不明显。     

碱改性活性炭富集低浓度含氧煤层气甲烷的研究

利用碱(NH3和KOH)改性活性炭,N2吸附法、酸碱滴定、FTIR对改性前后活性炭进行表征分析,测定低浓度含氧煤层气CH4在改性活性炭上的吸附透过曲线。结果表明,活性炭经氨水和KOH改性后,随氨水/KOH浓度的增加,改性活性炭微孔孔容先增大后降低,表面总碱量逐渐增大。其中,K-2/AC的微孔孔容最大(0.64m L/g),表面碱性基团含量较多(1.51mmol/g),对CH4的吸附量最大,单位吸附量达到7.16m L/g,较AC提高了31.4%。     

含氧煤层气膜分离数学模型的建立与应用

针对井下抽采煤层气中混掺空气,给其后续加工利用造成很大困难的现状,首先对煤层气爆炸极限进行了修正,确定了压力条件下煤层气安全操作的临界参数。在此基础上,对含氧煤层气膜法分离进行了探索,建立了中空纤维膜组件分离含氧煤层气的数学模型,并通过正交实验考察了膜组件参数、操作条件等对膜分离效果的影响,以利于膜组件的选择和膜分离过程的设计与优化。     

低浓度甲烷氧化催化剂的研究进展

虽然煤矿乏风(VAM)中甲烷含量很低,但其每年向大气排放的甲烷数量巨大,引起严重的温室效应问题。催化燃烧是处理和有效利用VAM的途径,而其关键是高效催化剂的研发。目前乏风催化燃烧催化剂仍存在催化活性和稳定性低的问题。本文对甲烷燃烧催化剂的种类及助剂的影响进行了综述,预测了新型功能材料在乏风利用中的潜在应用前景。     

煤矿乏风瓦斯热逆流氧化床的阻力特性研究

热逆流氧化是实现煤矿乏风低浓度瓦斯减排和有效利用的主要技术之一。为了掌握热逆流氧化床的阻力特性,更好地为其设计提供理论参考依据,借助Fluent计算流体力学软件,对热逆流氧化床阻力特性开展了相关的数值研究,得出以下主要结论：①伴随气体温度和流速在氧化床内变化,氧化床的压强梯度也发生剧烈变化。在预热段,压强梯度的绝对值沿气体流动方向增加;而在反应段内,压强梯度基本保持不变;反应产生的气体进入蓄热段后,温度不断下降,压强梯度的绝对值也随之下降。②氧化床阻力在前半周期内随时间增加而不断降低;进入后半周期,氧化床阻力开始回升,到后半周期结束时恢复到该周期开始时的阻力值;随着气流方向的周期改变,氧化床阻力以V型波的形式呈现周期性变化。③氧化床的压强损失随着乏风量的增加几乎呈线性增加、随着乏风瓦斯中甲烷浓度的升高而增加、随着蜂窝陶瓷孔隙率的增大而降低,而换向半周期对氧化床的压强损失几乎没影响。     

离心喷雾干燥过程数值模拟

采用CFD软件对离心式喷雾干燥过程进行了非稳态数值模拟,对比分析了颗粒液滴喷射前后干燥塔内的温度场和含湿量等参数分布及变化情况,研究了颗粒在塔内的运动轨迹及直径分布,研究发现,数值模拟的结果与试验结果的误差在5％以内,可信度高。