导读:本文包含了含氧煤层气论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:煤层气,脱氧,直接分离,间接分离
含氧煤层气论文文献综述
段国栋,侯鹏,窦利珍,杨支秀,徐英[1]（2019）在《含氧煤层气脱氧技术研究进展及评述》一文中研究指出从直接提纯脱氧和间接提纯脱氧两个方面介绍了煤层气脱氧的主要技术进展及其应用情况。直接分离提纯脱氧方法主要有四类:先低温再精馏法、压力控制合成水合物法、膜材料分离法和压力变换吸附法。低温精馏法获得的甲烷浓度高,但提纯过程需要低温,能耗大;变压吸附法的关键在于吸附剂,吸附剂的分离效果决定了该方法的经济效益;对于膜分离法,关键在于膜材料的分离效果;对于水合物法,制备高效经济的表面活性剂是关键;变压吸附法在国内外已有较多成熟案例,低温精馏法技术在国内也成功实现了工业化应用,而膜分离法和水合物法仍在研究阶段,尚无重大突破及工业应用。间接分离脱氧主要有焦炭燃烧法、催化燃烧法和非金属还原法。对于燃烧法,影响煤层气脱氧效果的主要因素是制备高效、高选择性的催化剂;对于非金属还原法,关键在于研究对硫化物有极高选择性的高效催化剂。通过对上述各项提浓脱氧技术综合分析,认为可根据其优缺点进行技术耦合,形成更具经济性的含氧煤层气提纯脱氧技术。最后本文还对煤层气利用和脱氧技术进行了展望。(本文来源于《天然气化工(C1化学与化工)》期刊2019年05期）
侯鹏[2]（2019）在《含氧煤层气金属-硫化物/炭材料脱氧剂的制备及性能研究》一文中研究指出随着我国一次能源消耗的日益增加,新兴能源的开发已成为补充我国能源的重要渠道之一。煤层气,主要组成成分是甲烷,是一种优良的新兴替代能源。我国煤层气资源储量巨大,开采出来的煤层气一般分为两种,一种是高浓度煤层气,其特点是CH_4含量高,体积分数不小于90%,经过简单处理后可直接输入天然气管道,与天然气混合共同输送;另一种是低浓度煤层气,其特点是CH_4含量低,体积分数一般小于40%。由于低浓度煤层气中含有体积分数约为15%左右的O_2,因此存在一定的爆炸风险;这给低浓度煤层气的开采、运送和开发利用带来了巨大障碍。因此如何高效的脱氧已成为低浓度煤层气开发利用的关键。硫化物与硫酸盐之间可以发生可逆反应:硫化物在一定的温度下能与低浓度煤层气中的氧气发生氧化反应,生成硫酸盐;硫酸盐在一定条件下又可以还原为硫化物。但硫化物的脱氧稳定性较差,而且反应活化能较高。为了提高脱氧剂的稳定性,降低活化能,本文在硫化物-硫酸盐循环研究的基础上,通过引入不同载体和不同的活性金属对其进行改性,开发了新型脱氧剂。本文在模拟真实煤层气的条件下考察了新型脱氧剂的脱氧性能及其再生特性。新型脱氧剂的脱氧性能研究主要包括不同的载体、不同的制备方法、不同的活性金属以及添加硫化物等因素对脱氧反应的影响;新型脱氧剂的再生特性研究主要包括不同的还原温度、不同的H_2流速和循环性能等因素对还原反应的影响。研究取得的主要结论如下:(1)制备了AC_x(x=1,2,3)脱氧剂,并将其应用于低浓度煤层气脱氧反应。采用BET、FTIR、XRD等一系列表征手段对脱氧剂反应前后的物相变化以及结构性能进行分析。结果发现,AC_1和AC_2性能较稳定,在低温下不与氧气发生化学反应,AC_3能在350℃完全脱氧时间维持约350 min左右。表征结果发现,AC_1和AC_2脱氧剂反应前后的结构性能基本没有发生变化;AC_3脱氧剂反应后孔体积和比表面积减小,孔径增大。(2)脱氧剂良好的脱氧活性取决于金属助剂的性能以及载体与活性组分强的相互作用。采用过量浸渍法制备了Mn/AC_x(x=1,2,3)和Mn-Na_2S/AC_x(x=1,2,3)脱氧剂;采用物理混合法制备了Fe/AC_x(x=1,2,3)和Ni/AC_x(x=1,2,3)脱氧剂,并将其应用于低浓度煤层气脱氧反应。结果表明,金属助剂(Mn、Ni、Fe)的添加能有效的促进脱氧反应;进一步负载硫化钠之后,脱氧效果进一步提升。由于九水硫化钠可以提供活性位点,降低反应的活化能。采用BET、FTIR、XPS以及H_2-TPR等一系列表征手段对所制备的脱氧剂的分散程度、形貌结构、物相变化以及金属载体相互作用进行了分析。BET表征结果表明,新华活性炭AC_2的比表面积、孔径以及孔体积明显高于AC_1和AC_3,较大的比表面积有助于氧气在活性炭上的吸附;TPR表征结果表明,金属(Mn、Ni、Fe)与载体AC_2之间的相互作用力最强;FTIR表征结果表明,活性炭表面有非常丰富的官能团结构,对其脱氧性能具有一定的影响;SEM表征结果表明,制备的负载金属型脱氧剂表面有明显的颗粒物生成,反应前后表面形貌发生明显变化;XPS分析结果表明,制备的脱氧剂金属(Mn、Ni、Fe)发生了价态变化,以AC_2为载体制备的脱氧剂锰离子价态变化更多,这是由于锰离子与氧离子之间发生的电子转移,有利于氧气的脱除。(3)最后对九水硫化钠再生的反应温度、氢气流速等影响因素和其循环特性进行了考察。结果发现在还原温度为700℃,氢气流速为150 mL/min,九水硫化钠还原之后再进行脱氧的脱氧率可以达到50%左右。以大同活性炭为载体制备的脱氧剂Na_2S-AC_2初始完全脱氧时间可维持150 min左右,第一次还原循环后完全脱氧时间可维持40 min左右,还原效率为26%;第二次循环后完全脱氧时间可维持20 min左右,还原效率为13%。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
甘海龙[3]（2018）在《含氧煤层气的压缩过程》一文中研究指出针对干式螺杆压缩机压缩后煤层气超温有爆炸风险的问题,采用喷水螺杆压缩机,压缩含氧煤层气过程中不断被水冷却降温,确保了压缩过程的安全,为以后煤层气制LNG的工艺提供了新的压缩机选型方案。(本文来源于《化工机械》期刊2018年03期）
张英华[4]（2018）在《含氧煤层气脱氧催化剂制备及其催化反应性能研究》一文中研究指出煤层气是一种非常规天然气,大量存在于煤层中,主要成分为甲烷,我国的煤层气资源丰富,仅次于俄罗斯和加拿大,居世界第叁位。煤层气应用范围很广,可用于生产、生活诸多领域,其大规模利用经济价值巨大。根据煤层气所含甲烷量的不同,可将其分为高、中、低叁种甲烷含量气体。其中高甲烷含量气体利用率已达100%,而中、低甲烷含量气体利用率很低,主要原因是氧气的存在给其利用带来安全和经济效益问题,从而造成这部分资源的极大浪费。因而必须对煤层气进行脱氧处理,目前煤层气脱氧最有好的方法是催化燃烧法,该方法在贫氧富甲烷的条件下通过消耗少部分甲烷与氧气燃烧达到脱除效果。本论文首先采用溶胶凝胶-常压干燥法制备TiO_2气凝胶载体,随后以金属硝酸盐为前驱物,EDTA为助剂,通过正交实验设计,采用浸渍法制备了Ni、Cu、Fe系列非贵金属TiO_2基负载型催化剂,在自建装置上以模拟含氧煤层气进行了脱氧反应活性评价,并用XRD、FT-IR、TPR、SEM和BET等手段对样品的结构、形貌和氧化还原性能进行了表征,结果表明:(1)对单金属氧化物TiO_2基催化剂,以500℃脱氧效率为指标进行正交分析,得到最优制备参数组合:Cu活性成分、pH值7.0、400℃焙烧温度和30%负载量,该催化剂具有良好的脱氧性能,500℃脱氧效率达100%,其具有较小粒径、表面光滑疏松且小孔集中分布。进一步考察制备参数对Cu_xO/TiO_2系列催化剂的影响,得到更优制备参数组合:负载量40%、pH值8.0和焙烧温度400℃,在450℃时脱氧效率达100%,其起始还原温度为188.80℃,耗氢量为54.46mmol/g,在所有单金属氧化物催化剂中氧化还原性能最佳。(2)制备参数的影响规律,活性成分:Cu系催化剂容易得失电子,因而起始还原温度最低,脱氧性能也最佳,Fe系催化剂容易形成Fe_3Ti_3O_(10)固溶体,不利于较低温度还原,导致脱氧性能降低;负载量:高负载量自然制备得到较多的金属氧化物,较多金属氧化物必然会提供较多的活性位,Cu负载量40%催化剂分散良好,且第一还原峰对应的耗氢量很大,而其它催化剂的耗氢量则集中在第二还原峰;焙烧温度:400℃焙烧温度足以形成催化反应所需的晶相且能保持较高的比表面积,因而具有较佳的脱氧性能;pH值:酸性环境通过硝酸盐分解得到金属氧化物,中碱性环境通过氢氧化物脱水得到金属氧化物,后者更有利于脱氧性能的提高。(3)对双金属氧化物TiO_2基催化剂,以400℃脱氧效率为指标进行正交分析,得到最佳制备参数组合:活性成分Cu-Ni、摩尔比0.1:0.3、pH值7.0、焙烧温度400℃,该催化剂在400℃达到100%脱氧效率,其分散度更加均匀,具有较小孔径且孔分布更加集中。含Ni活性成分组合由于与另一金属具有协同效应有助于提高脱氧性能,且Ni为主要活性中心,较低Ni摩尔比容易形成复合金属氧化物固溶体,不利于在较低温度下被还原;较高的耗氢量和较低的起始还原温度与优良的脱氧性能具有内在关联。(本文来源于《太原科技大学》期刊2018-04-01）
周言[5]（2017）在《低浓度含氧煤层气变压吸附升级过程模拟与安全优化》一文中研究指出低浓度含氧煤层气是一种广泛存在于煤矿开采过程中的非常规甲烷资源,然而由于回收难度大,而导致其被大量直接排放或低效利用。这种处理方式不仅会造成巨大的环境污染和能源浪费,而且还会增加甲烷的潜在爆炸风险。因此,采用一定的分离技术手段实现低浓度含氧煤层气的高效捕集和利用具有潜在的经济和环保双重价值。与传统的低温精馏、膜分离和溶剂吸收等分离技术相比,变压吸附过程具有能耗低、操作弹性大和工业化水平高等优点,在天然气和沼气升级等领域逐渐表现出巨大的竞争优势。针对目前低品位含氧煤层气大量排放造成的严重大气污染与资源浪费现状,以及其分离与净化过程难以避免的爆炸危险性问题,本文通过采用数值模拟的方法对低浓度含氧煤层气变压吸附升级工艺的安全性和经济性开展了系统的基础性研究工作。为此,本文首先开发了一套完整的变压吸附模型系统,并测试了基于模型建立的叁塔六步真空变压吸附工艺流程应用于煤层气的经济性分离效率。过程分离经济性研究结果表明,通过重要的工艺操纵参数优化设置,可获得良好的过程分离性能指标。进一步地,本文通过应用基于爆炸叁角形理论所构建的安全评价模型对分离工艺全流程进行了安全性分析,进而获得了工艺系统甲烷爆炸区域的动态分布行为,为指导安全抑爆工艺构建提供了基础。最后,本文通过应用所构建的安全控制模型,验证了基于惰化稀释抑爆工艺的良好的安全和经济操作弹性。本文针对低浓度含氧煤层气升级的工艺研究,不仅可以为低品位含氧甲烷废气的分离与净化过程提供经济性优化策略,同时也可为分离过程潜在的甲烷爆炸危险提供先期的分析、预测和控制理论指导。(本文来源于《天津大学》期刊2017-05-01）
赵培玉,孙映辉,郝兰霞,贾永,屈江文[6]（2016）在《含氧煤层气的脱氧技术研究进展》一文中研究指出本文综述了几种常见的含氧煤层气脱氧方法 ~[1-5]。变压吸附法适用范围广、生产能力强,但是开发高选择性、高容量、易再生的吸附剂是该技术关键。催化燃烧脱氧和催化转化脱氧反应温度较高,放热量大,温度不宜控制,且损失部分甲烷,其关键在于高效、价格低廉的脱氧催化剂的制备。膜分离方法具有分离效率高、能耗较低等优点,但膜分离法对制膜技术要求高,要求膜材料同时具有高的选择性和透过性,因此该方法的关键是新型膜材料的研发。低温分离法产品纯度高、回收率高,但是随着CH_4浓度的降低,单位能耗增加,存在操作安全隐患。而且上述几种脱氧方法仅仅对CH_4体积分数>30%的含氧煤层气脱氧才具有一定的经济价值。而且以上方法均不适用于低浓度煤层气的脱氧。非金属还原法不仅可以实现脱氧剂的循环利用,相对成本低,除氧彻底,而且无杂质气体产生,甲烷损失率较小,特别对于含氧浓度较高的低浓度煤层气具有较好的发展前景~[6,7]。该文还指出了煤层气脱氧今后的发展方向。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十二分会： 多孔功能材料》期刊2016-07-01）
肖正[7]（2016）在《含氧煤层气脱水自动控制方案设计难点》一文中研究指出含氧煤层气脱水工序属于独立、闭环的工艺段,脱水效果直接影响后续工艺能否连续生产,正常工况下必须使其自动运行方能达到脱水效果。针对脱水工艺段的塔器数量和程控阀门数量及功能配置设计做出优化的脱水工段自动控制方案。(本文来源于《煤炭与化工》期刊2016年06期）
赵敏,潘红艳,郑蓓蕾,万俊桃,林倩[8]（2016）在《碱改性活性炭富集低浓度含氧煤层气甲烷的研究》一文中研究指出利用碱(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%。(本文来源于《天然气化工(C1化学与化工)》期刊2016年03期）
刘应书,张二林,杨雄,李永玲[9]（2016）在《含氧煤层气在碳分子筛上的吸附动力学》一文中研究指出为探究基于动力学分离效应的碳分子筛对含氧煤层气的吸附分离特性,对煤层气中CH_4,N_2,O_2叁种气体在两种商业碳分子筛(CMS-1,CMS-2)上的吸附动力学和平衡吸附特性开展了研究。结果表明:这两种碳分子筛对CH4的平衡吸附量均大于N_2和O_2,为甲烷选择性吸附剂;通过扩散模型的模拟和分析指出,采用分段微孔扩散模型能够很好地预测3种气体在碳分子筛上的动态吸附过程;CH4,N_2,O_2叁种气体分别在Fc为0.5,0.6,0.7之前呈现较快的扩散速率,随后扩散速率明显变慢。CMS-1,CMS-2两种碳分子筛均存在动力学吸附特性和平衡分离特性相互抑制的现象,N_2,O_2与CH4的综合分离因子分别为5.84,18.75,4.20,16.82,表明这两种碳分子筛均具有较好的煤层气的脱氧浓缩性能。(本文来源于《煤炭学报》期刊2016年04期）
马代辉[10]（2016）在《基于AspenPlus的低浓度含氧煤层气低温精馏的模拟研究》一文中研究指出针对低浓度煤层气深冷液化工艺,使用化工流程模拟软件Aspen Plus,对低温精馏过程进行了模拟研究,发现当原料气入口流量为552 kmol/h,精馏塔压力为0.34 MPa时,塔底液态甲烷的纯度为99%。分析了抽采煤层气流量波动对低温精馏效果的影响,发现当煤层气流量降低时,塔顶氮氧尾气中的甲烷含量增加,并且处于爆炸界限内;随着煤层气流量增加,塔底甲烷的纯度和回收率均降低。(本文来源于《矿业安全与环保》期刊2016年01期）
含氧煤层气论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着我国一次能源消耗的日益增加,新兴能源的开发已成为补充我国能源的重要渠道之一。煤层气,主要组成成分是甲烷,是一种优良的新兴替代能源。我国煤层气资源储量巨大,开采出来的煤层气一般分为两种,一种是高浓度煤层气,其特点是CH_4含量高,体积分数不小于90%,经过简单处理后可直接输入天然气管道,与天然气混合共同输送;另一种是低浓度煤层气,其特点是CH_4含量低,体积分数一般小于40%。由于低浓度煤层气中含有体积分数约为15%左右的O_2,因此存在一定的爆炸风险;这给低浓度煤层气的开采、运送和开发利用带来了巨大障碍。因此如何高效的脱氧已成为低浓度煤层气开发利用的关键。硫化物与硫酸盐之间可以发生可逆反应:硫化物在一定的温度下能与低浓度煤层气中的氧气发生氧化反应,生成硫酸盐;硫酸盐在一定条件下又可以还原为硫化物。但硫化物的脱氧稳定性较差,而且反应活化能较高。为了提高脱氧剂的稳定性,降低活化能,本文在硫化物-硫酸盐循环研究的基础上,通过引入不同载体和不同的活性金属对其进行改性,开发了新型脱氧剂。本文在模拟真实煤层气的条件下考察了新型脱氧剂的脱氧性能及其再生特性。新型脱氧剂的脱氧性能研究主要包括不同的载体、不同的制备方法、不同的活性金属以及添加硫化物等因素对脱氧反应的影响;新型脱氧剂的再生特性研究主要包括不同的还原温度、不同的H_2流速和循环性能等因素对还原反应的影响。研究取得的主要结论如下:(1)制备了AC_x(x=1,2,3)脱氧剂,并将其应用于低浓度煤层气脱氧反应。采用BET、FTIR、XRD等一系列表征手段对脱氧剂反应前后的物相变化以及结构性能进行分析。结果发现,AC_1和AC_2性能较稳定,在低温下不与氧气发生化学反应,AC_3能在350℃完全脱氧时间维持约350 min左右。表征结果发现,AC_1和AC_2脱氧剂反应前后的结构性能基本没有发生变化;AC_3脱氧剂反应后孔体积和比表面积减小,孔径增大。(2)脱氧剂良好的脱氧活性取决于金属助剂的性能以及载体与活性组分强的相互作用。采用过量浸渍法制备了Mn/AC_x(x=1,2,3)和Mn-Na_2S/AC_x(x=1,2,3)脱氧剂;采用物理混合法制备了Fe/AC_x(x=1,2,3)和Ni/AC_x(x=1,2,3)脱氧剂,并将其应用于低浓度煤层气脱氧反应。结果表明,金属助剂(Mn、Ni、Fe)的添加能有效的促进脱氧反应;进一步负载硫化钠之后,脱氧效果进一步提升。由于九水硫化钠可以提供活性位点,降低反应的活化能。采用BET、FTIR、XPS以及H_2-TPR等一系列表征手段对所制备的脱氧剂的分散程度、形貌结构、物相变化以及金属载体相互作用进行了分析。BET表征结果表明,新华活性炭AC_2的比表面积、孔径以及孔体积明显高于AC_1和AC_3,较大的比表面积有助于氧气在活性炭上的吸附;TPR表征结果表明,金属(Mn、Ni、Fe)与载体AC_2之间的相互作用力最强;FTIR表征结果表明,活性炭表面有非常丰富的官能团结构,对其脱氧性能具有一定的影响;SEM表征结果表明,制备的负载金属型脱氧剂表面有明显的颗粒物生成,反应前后表面形貌发生明显变化;XPS分析结果表明,制备的脱氧剂金属(Mn、Ni、Fe)发生了价态变化,以AC_2为载体制备的脱氧剂锰离子价态变化更多,这是由于锰离子与氧离子之间发生的电子转移,有利于氧气的脱除。(3)最后对九水硫化钠再生的反应温度、氢气流速等影响因素和其循环特性进行了考察。结果发现在还原温度为700℃,氢气流速为150 mL/min,九水硫化钠还原之后再进行脱氧的脱氧率可以达到50%左右。以大同活性炭为载体制备的脱氧剂Na_2S-AC_2初始完全脱氧时间可维持150 min左右,第一次还原循环后完全脱氧时间可维持40 min左右,还原效率为26%;第二次循环后完全脱氧时间可维持20 min左右,还原效率为13%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
含氧煤层气论文参考文献
[1].段国栋,侯鹏,窦利珍,杨支秀,徐英.含氧煤层气脱氧技术研究进展及评述[J].天然气化工(C1化学与化工).2019
[2].侯鹏.含氧煤层气金属-硫化物/炭材料脱氧剂的制备及性能研究[D].太原理工大学.2019
[3].甘海龙.含氧煤层气的压缩过程[J].化工机械.2018
[4].张英华.含氧煤层气脱氧催化剂制备及其催化反应性能研究[D].太原科技大学.2018
[5].周言.低浓度含氧煤层气变压吸附升级过程模拟与安全优化[D].天津大学.2017
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[9].刘应书,张二林,杨雄,李永玲.含氧煤层气在碳分子筛上的吸附动力学[J].煤炭学报.2016
[10].马代辉.基于AspenPlus的低浓度含氧煤层气低温精馏的模拟研究[J].矿业安全与环保.2016