真空变压吸附分离氮气甲烷流程灵敏度分析与优化

• 作者: 孙伟娜 张东辉 阎海宇
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 活性炭 变压吸附 甲烷回收 灵敏度分析 优化
• 年，卷（期）: 2016,（2）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 598-605
• 页数: 8页
• 分类号: TQ028.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20151085

摘要

首先采用实验室自制椰壳活性炭为吸附剂，进行了氮气/甲烷（65%/35%）原料气的真空变压吸附工艺（VPSA）分离实验。通过对比实验和gPROMS动态模拟软件的分离效果，对变压吸附数学模型进行了验证，证明了所采用数学模型的准确性。在此基础上，对影响产品气甲烷纯度、回收率的关键决策变量进行了灵敏度分析。分析结果表明：产品气纯度主要由原料气流量和置换气流量来进行调控，产品气回收率则需要关键变量共同的作用才能实现最大化。依据灵敏度分析结果，对两塔分离氮气甲烷混合气的变压吸附工艺进行了动态优化。在最优的工况下，可以将进料组成为35%的甲烷富集到75%，回收率达到97.08%；从而达到对于废混合气的高效回收利用。