膜吸收法脱除沼气中H2S的实验研究

摘要

本文综述了国内外膜吸收法脱除酸性气体的研究现状、膜吸收法的原理和传质过程，并运用这些已有的理论知识作为此次研究的基础，开展膜吸收法沼气脱硫实验。
　　首先，采用聚丙烯中空纤维膜接触器作为吸收器，考察各单因素对脱硫效率的影响，并分析其原因。结果表明：正流程、逆流方式的脱硫效果优于反流程、并流；液体流速小于0.3m/min时，竖直放置的脱硫效率比水平放置时略大，液体流速大于0.3m/min时，变化趋势则相反； NaOH、Na2CO3和MDEA溶液浓度相同时，NaOH溶液的脱硫效率最高；脱硫效率随液体流速的增大而升高，但均高于90％；脱硫效率随气体流速的增大而下降；脱硫效率随气体温度的升高而有所提高，考虑到能耗与膜的耐高温性，一般设定为25℃；脱硫效率随进气压力的增大而升高，为了避免过大气液压差，选取0.08MPa；在碱液条件下，膜吸收器的长期稳定性较差；在最佳条件下，脱硫效率达到99%以上。
　　其次，正交实验得出吸收剂浓度0.2 mol/L、气体流速0.6m/min、液体流速0.59 m/min为较优的膜吸收参数，此条件下脱硫效率最高可达99.94%，同时各因子对H2S脱除效率的影响程度的次序为：气体流速＞液体流速＞吸收剂浓度。
　　最后，考察了各单因素对总传质系数的影响，并运用气态膜分离过程传质理论对总传质系数做了定性和定量分析。结果表明：当液体流速小于0.54m/min时，随着碱液流速的增大，总传质系数也不断提高，液体流速大于0.54m/min时，继续增大液体流速，总传质系数变化趋势变缓；随着气体流速、碱液浓度的增大，总传质系数不断增大，碱液浓度从0.02 mol/L提高至0.25 mol/L时，极大地提高了总传质系数；随着进气压力、温度的增大，总传质系数不断增大，所以压力和温度也是不可忽视的因素。
　　综上所述，液体浓度和流速对总传质系数的影响与脱硫效率一致，而气体流速却相反。

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1 文献综述

1.1 研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状和水平

1.3 研究的目的和内容

2 膜吸收法沼气脱硫实验研究

2.1 实验材料

2.2 实验装置和流程

2.3实验操作步骤

2.4 实验数据处理

2.5 实验结果与讨论

2.6 本章小结

3 膜吸收法沼气脱硫的正交实验研究

3.1 正交实验简介

3.2 正交实验方案设计

3.3 正交实验结果和分析

3.4 验证实验

3.5 本章小结

4 膜吸收法沼气脱硫的传质分析

4.1总传质系数的计算方法

4.2 各主要因素对总传质系数的影响

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献