天然气脱硫液真空膜蒸馏法再生理论与实验研究

【摘要】：目前,国内现有的脱硫废液处理方法绝大部分都存在再生能耗大、溶剂再生效果差、工艺技术复杂、投资成本高、工业化难度大等缺点,如何有效地处置脱硫废液对于相关企业具有重大的实际意义。真空膜蒸馏技术具有冷热资源利用效率高、截留率高、通量大等优势,本课题主要结合了真空膜蒸馏的技术优点和醇胺类脱硫废液再生反应可逆的特点,围绕含有硫化氢组分的脱硫富液再生循环问题,从理论分析和实验研究两个方面对膜法再生脱硫富液进行了重点探讨。论文主要包括以下几方面:首先,对传统的天然气脱硫技术以及常规的脱硫富液再生方法进行了回顾;其次,对以甲基二乙醇胺水溶液为脱硫剂的脱硫富液再生化学反应机理进行了探讨;然后分别从热力学和动力学角度对真空膜蒸馏过程的基本原理和技术特点进行了分析;重点阐述了真空膜蒸馏法再生甲基二乙醇胺脱硫富液的工艺流程和实验步骤,以及操作条件等因素对真空膜蒸馏效果的影响,对实验结果进行总结并对相应的规律进行分析;最后,在真空膜蒸馏的机理研究基础之上,对真空膜蒸馏再生脱硫废液过程中的传热和传质过程进行模型推导,并建立相应的真空膜蒸馏传质微分方程。再生实验研究主要以吸收硫化氢的甲基二乙醇胺水溶液为再生研究对象,以疏水性聚四氟乙烯中空纤维膜组件为再生反应器,对真空膜蒸馏法再生含硫的甲基二乙醇胺脱硫富液展开实验。实验主要考察了进料流量、富液温度、液相初始硫浓度、渗透侧真空度对再生膜通量以及硫化氢分离因子的影响,并比较了脱硫液的再生效果随操作条件的变化情况。实验结果表明:当脱硫富液的再生温度为40~60℃,进料流量为100~300L/h,液相初始硫浓度为236~1020mg/L,膜两侧的压差为4.8~12.8kPa的操作条件下,甲基二乙醇胺水溶液的再生率达56.2~87.0%,结果证明真空膜蒸馏法再生脱硫富液具有高效节能、容易操作的技术优点。实验结果还出现如下规律:提高再生温度会明显使富液的再生率升高,跨膜通量随再生温度、进料流量和膜两侧真空度的升高而增大;硫化氢的分离因子随再生温度、膜两侧压差的增大而减少,随进料流量增加而升高;富液初始硫浓度的升高会使硫化氢分离因子降低,过高的初始硫浓度最终会导致甲基二乙醇胺富液的再生效率降低。根据真空膜蒸馏机理的经验公式,推导传热和传质过程的模型,通过数值计算建立真空膜蒸馏再生过程中传质微分方程,在实验设定的操作参数条件下,单一操作参数变化计算得到的总传质系数-31.812?10~-33.03?10 m/s,各操作参数的提高均有利于总传质系数的提高,其中,再生液温度增加,总传质系数随之呈线性增大。 【关键词】：真空膜蒸馏 再生技术 甲基二乙醇胺 硫化氢 脱硫
【学位授予单位】：常州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE644
【目录】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 研究背景和意义10
• 1.2 天然气脱硫的技术背景10-12
• 1.2.1 硫化氢的性质及危害11-12
• 1.2.2 硫化氢的防治12
• 1.3 课题主要研究内容和创新点12-14
• 1.3.1 课题研究内容12-13
• 1.3.2 课题主要创新点13-14
• 2 天然气资源开发现状及发展趋势14-18
• 2.1 全球天然气资源分布状况14-15
• 2.2 我国天然气开发现状及问题15-16
• 2.3 我国天然气开发的现实意义16-18
• 3 天然气净化处理技术18-26
• 3.1 天然气脱硫工艺研究现状18-21
• 3.1.1 物理吸收法18
• 3.1.2 化学吸收法18-19
• 3.1.3 金属化合物法19-20
• 3.1.4 克劳斯氧化法20
• 3.1.5 分子筛法20-21
• 3.2 脱硫液再生工艺研究现状21-26
• 3.2.1 汽提再生法21
• 3.2.2 提盐再生法21-22
• 3.2.3 通风再生法22-23
• 3.2.4 喷射再生法23-24
• 3.2.5 超重力再生24-26
• 4 膜法脱硫液再生理论26-35
• 4.1 膜分离技术概述26-27
• 4.2 膜蒸馏技术研究进展27-28
• 4.3 MDEA再生反应机理分析28-31
• 4.4 真空膜蒸馏再生机理分析31-35
• 5 膜法脱硫液再生实验研究35-52
• 5.1 实验材料及设备35-36
• 5.2 再生工艺流程36-37
• 5.3 实验方法与步骤37-38
• 5.4 硫含量的测定38-42
• 5.4.1 微库伦仪工作原理39-41
• 5.4.2 硫电解液的配制方法41
• 5.4.3 硫含量测定过程41-42
• 5.5 实验数据处理42-43
• 5.6 膜通量和硫化氢分离因子研究43-47
• 5.6.1 脱硫液流量的影响43-44
• 5.6.2 再生温度的影响44-45
• 5.6.3 初始硫浓度的影响45-46
• 5.6.4 真空度的影响46-47
• 5.7 脱硫液再生率研究47-52
• 5.7.1 初始硫浓度的影响47-48
• 5.7.2 脱硫液流量的影响48-49
• 5.7.3 再生温度的影响49-50
• 5.7.4 真空度的影响50-52
• 6 真空膜蒸馏再生数学模型的建立52-62
• 6.1 真空膜蒸馏传热研究52-54
• 6.2 真空膜蒸馏传质研究54-58
• 6.3 真空膜蒸馏传质微分方程58-62
• 7 结论与展望62-64
• 7.1 结论62
• 7.2 展望62-64
• 参考文献64-70
• 攻读学位期间研究成果70-71
• 致谢71

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

关于我国天然气战略储备研究    周怡沛;周志斌;胡俊坤;邹晓琴;李毅;

Progress in China's Unconventional Oil & Gas Exploration and Development and Theoretical Technologies    ZOU Caineng;YANG Zhi;ZHU Rukai;ZHANG Guosheng;HOU Lianhua;WU Songtao;TAO Shizhen;YUAN Xuanjun;DONG Dazhong;WANG Yuman;WANG Lan;HUANG Jinliang;WANG Shufang;

能源革命——为了可持续发展的未来    杜祥琬;

高含硫天然气净化厂硫化氢气体吸收的影响因素探讨    赵家常;刘炜;马永波;虞甫;黄继庆;

天然气脱硫技术研究    罗鹏飞;张泉;

中国天然气工业发展前景与挑战    贾承造;张永峰;赵霞;

克劳斯法硫磺回收工艺技术发展评述    陈赓良;

天然气脱硫技术研究现状与发展趋势    王剑;张晓萍;李恩田;马路;王树立;

油气田硫化氢形成机理与安全防治研究    李芒;刘建川;邓利民;

天然气湿法脱硫技术研究进展    杨婷婷;熊运涛;崔荣华;肖俊;韩淑怡;

小型脱硫装置在含硫气井上的应用研究    马骞

膜技术深度处理印染废水及回用技术研究    张铭

高碳硫比天然气净化及酸气处理工艺研究    郑蓉

脱硫液副盐的产生和处理    杜云旺

多效膜蒸馏过程用于废水中DMSO回收和浓盐水浓缩研究    王彬

CFD在气隙式炭膜膜蒸馏过程中的应用研究    邵会生

膜蒸馏浓缩过氧化氢溶液的研究    李伟娇

双碱法用于旋转填充床脱除气体中二氧化硫的研究    王永刚

超重力旋转填料床精馏实验研究    陈健

深冷装置分子筛脱水效果研究    王金星

京津冀地区煤炭消费与经济发展的关系    李百吉;张倩倩;

PDS-600脱硫技术在焦炉煤气净化中的应用    强强;

我国天然气汽车行业的发展前景分析——基于天然气价格市场化背景    翁胜军;

膜法天然气脱硫技术研究进展    刘建勋;

中国燃料天然气二氧化碳排放因子的初步计算    李鑫;李振荣;赵亮富;

Reservoir Characteristics of Lacustrine Shale and Marine Shale: Examples from the Songliao Basin, Bohai Bay Basin and Qiannan Depression    WANG Min;LU Shuangfang;WANG Zhiwei;LIU Yang;HUANG Wenbiao;CHEN Fangwen;XU Xingyou;LI Zheng;LI Jijun;

硫黄回收尾气处理工艺的技术发展动向    陈赓良;

内联式脱液器在油气开发领域中的应用    卫德强;俞接成;苏民德;石江淼;

中国天然气消费结构转变及对策    董康银;孙仁金;李慧;

低含硫高碳硫比天然气脱硫脱碳技术进展    何燕龙;马国光;

天然气脱硫液真空膜蒸馏法再生理论与实验研究    马骏

化工废水深度处理技术研究    程娅先

高含硫天然气净化技术优化研究    李永生

不同折流板管壳式换热器数值模拟    华媛

超重力氨法烟气脱硫技术基础研究    孙志斌

超重力湿法深度脱除烟气中SO_2技术研究    于娜娜

脱氧雪腐镰刀菌烯醇噬菌体单链抗体库的构建及原核表达    黄星星

中小型LNG工厂分子筛脱水再生气系统工艺改进研究    张伟娜

全球常规-非常规油气形成分布、资源潜力及趋势预测    邹才能;翟光明;张光亚;王红军;张国生;李建忠;王兆明;温志新;马锋;梁英波;杨智;李欣;梁坤;

鄂尔多斯盆地长7湖相泥页岩孔隙演化特征    吴松涛;朱如凯;崔京钢;崔景伟;白斌;张响响;金旭;朱德升;游建昌;李晓红;

湖盆细粒沉积特征与富有机质页岩分布模式——以鄂尔多斯盆地延长组长7油层组为例    袁选俊;林森虎;刘群;姚泾利;王岚;郭浩;邓秀芹;成大伟;

非常规油气地质学重要理论问题    贾承造;郑民;张永峰;

非常规油气地质理论与技术进展    童晓光;郭建宇;王兆明;

天然气脱硫技术研究进展    王哲;

常规-非常规油气“有序聚集”理论认识及实践意义    邹才能;杨智;张国生;侯连华;朱如凯;陶士振;袁选俊;董大忠;王玉满;郭秋麟;王岚;毕海滨;李登华;武娜;

四川盆地焦石坝页岩气田形成与富集高产模式    郭彤楼;张汉荣;

含油气细粒沉积岩研究的几个问题    姜在兴;梁超;吴靖;张建国;张文昭;王永诗;刘惠民;陈祥;

煤层气抽采和煤与瓦斯共采关键技术现状与展望    袁亮;薛俊华;张农;卢平;

真空膜蒸馏过程强化及模拟研究    徐夫臣

二甲基亚砜的稳定化及其汽液相平衡研究    李果

用于脱除低浓度硫化氢气体吸附剂的研究    秦悦

旋转圆盘动态膜过滤系统的计算流体力学研究    徐舟

气隙式膜蒸馏氯化钠水溶液的研究    许兆广

药剂法海水软化研究    赵志军

川东北高含硫天然气脱硫净化技术研究    温崇荣

真空膜蒸馏法浓缩多元醇水溶液的研究    曹明利

疏水微孔膜的制备及其在膜蒸馏中的应用    徐丽

高含硫天然气吸附氧化脱硫用脱硫剂设计、制备及其应用研究    闫日雄

膜蒸馏技术进展    刘立华

膜蒸馏技术及其应用进展    吴庸烈

膜蒸馏技术的回顾与展望    马润宇

膜蒸馏分离技术研究进展    吴国斌;戚俊清;吴山东;

膜蒸馏技术最新研究现状及进展    王许云;张林;陈欢林;

膜蒸馏和膜吸收技术现状及发展    李贝贝;张元秀;王树立;

膜蒸馏在冶金工业中的应用前景    曾理;高从堦;

减压膜蒸馏浓缩盐水溶液的研究现状    程鹏高;唐娜;王学魁;

膜蒸馏技术研究现状    环国兰;杜启云;王薇;

太阳能膜蒸馏实验与数学建模    崔洪江;孙培廷;田瑞;

膜蒸馏过程探讨    吕晓龙;

膜蒸馏应用领域与材料及设备集成化研究    余献国;

超声波强化膜蒸馏研究进展    吴莉莉;李昕;赵之平;

真空膜蒸馏过程的模拟研究    杨座国;刘典;

膜蒸馏技术及其应用进展    吴庸烈;

微波辅助真空膜蒸馏试验研究    纪仲光;王军;侯得印;尹子飞;

封闭式热泵循环的真空膜蒸馏过程研究    韩怀远;高启君;吕晓龙;武春瑞;贾悦;王暄;陈华艳;

膜蒸馏技术进展    吕晓龙;武春瑞;高启君;陈华艳;贾悦;王暄;

膜蒸馏技术在中药提取液浓缩工序中的应用问题探讨    潘林梅;郭立玮;

膜蒸馏技术应用研究    吕晓龙;

膜蒸馏—结晶耦合从盐湖卤水制备KCl的研究    关云山

以秸秆为原料生产生物丁醇过程中关键问题的研究    刘建军

应用于膜蒸馏过程的PVDF中空纤维膜的制备及超疏水改性    王子铱

氮化硅基陶瓷膜的制备及膜蒸馏应用研究    王俊伟

高通量空气隙膜蒸馏系统的机理及应用研究    田瑞

减压膜蒸馏及其分离含铬溶液的研究    杜军

错流式减压膜蒸馏过程分析及组件放大特性研究    王宏涛

减压膜蒸馏节能过程应用基础研究    王丽

减压膜蒸馏应用于稀土冶金资源综合回收的研究    唐建军

聚偏氟乙烯疏水微孔膜的研制及膜蒸馏机理研究    贠延滨

高通量、耐污染、超疏水的膜蒸馏用膜的制备及应用研究    田苗苗

热电制冷膜蒸馏系统数值模拟及实验研究    魏文龙

PVDF静电纺丝纳米纤维疏水膜的制备及其膜蒸馏特性研究    姜钦亮

膜蒸馏技术处理放射性废水研究    金畅

新型热回收式组合膜蒸馏组件的研究    刘芮

多效膜蒸馏用于浓缩多种无机盐水溶液和反渗透浓水    王平

多效膜蒸馏技术用于氢氧化钠稀溶液和地下盐卤的浓缩    刘晶

基于聚四氟乙烯中空纤维膜的太阳能膜蒸馏海水淡化器研究    乔稳

基于聚四氟乙烯中空纤维膜的空气间隙式膜蒸馏研究    靳辉

基于PVDF纳米纤维膜的膜蒸馏技术处理印染废水的研究    苏华