毕业论文 沼气脱氧工艺的研究.doc

沼气脱氧工艺的研究

摘 要
沼气中氧的存在使其在化工生产中具有安全隐患。同时沼气的不同加工过程也对氧含量有一定要求。目前对沼气脱氧的研究较少，而气体脱氧工艺及脱氧剂的研究已日趋成熟。本次研究主要参考气体脱氧研究的成果，结合沼气本身的性质对其进行脱氧实验。
实验采用甲烷催化燃烧的方式进行脱氧，所用气体为模拟沼气，所用催化剂为高活性的贵金属催化剂T-349催化剂（Pt-Pd/Al2O3催化剂）。以欧洲标准（O2＜0.6%）为目标，研究在不同温度、压力和空速条件下的脱氧效果。实验结果表明：温度升高，脱氧深度降低，副反应会加剧，最佳脱氧温度为350℃；压力升高，尾气含氧量增加，最佳脱氧压力为常压；空速升高，产品气中氧含量增加，最佳空速条件为1000h-1。但最终结果为350℃、0~0.4MPa及1000~6000h-1时均可达到脱氧目标，工业应用中应结合实际要求选择合适的工艺条件。

关键词：沼气；脱氧剂；温度；压力；空速

The research of methane deoxidation process
Abstract
The presence of oxygen in methane causes security risks in the chemical industry. Meanwhile different processes of methane also have requirements for oxygen content. Currently the research of methane deoxidation is insufficient while the gas deoxidization and deoxidizer technology is increasingly matured. According to the research outcome of gas deoxidizing and the nature of the methane, we have a study on the deoxidizing of methane.
We use the catalytic combustion to remove the oxygen from methane, the methane gas is simulation of gas distribution; the catalyst is high activity of noble metal catalyst T-349(Pt-Pd/Al2O3). Taking the European standard (O2<0.6%) as the goal we study the deoxidation effects with different temperature, pressure and space velocity. The results show that: when the temperature increases, the deoxidation depth comes down, while the secondary reaction will increase, the best deoxidation temperature is 350℃; as the pressure increases, the content of exhaust gas oxygen increases, the best deoxidation pressure is atmospheric pressure; as the space velocity increases, the product gas oxygen content goes up, the best space velocity is 1000h-1.But the final result is that we can achieve the target of deoxidation at 350℃, 0~0.4MPa and 1000~6000h-1, we should select the appropriate process conditions according to industrial applications.

key words: Methane; Oxygen; Temperature; Pressure; Space velocity
目  录
第1章 前 言 1
第2章 文献综述 3
2.1 沼气的开发与应用 3
2.2 沼气的净化及脱氧 4
2.3 气体脱氧剂的研究现状 5
2.3.1 催化脱氧 6
2.3.2 吸收脱氧 6
2.3.3 燃烧法脱氧 7
2.4 气体脱氧剂的类型 7
2.4.1 贵金属脱氧剂 7
2.4.2 铜系脱氧剂 8
2.4.3 锰系脱氧剂 9
2.4.4 镍系脱氧剂 9
2.4.5 钼系脱氧剂 10
2.4.6 铁系脱氧剂 11
2.4.7 耐硫脱氧剂 11
2.4.8 复合型脱氧剂 11
2.5 脱氧剂的工业应用 12
2.5.1 煤层气的脱氧 12
2.5.2 普气脱氧及保护气的制备 14
2.5.3 合成气脱氧 15
2.5.4 烯烃脱氧精制 16
2.5.5 其他方面的应用 18
2.6 沼气脱氧的研究 19
2.7 小结 20
第3章 实验部分 22
3.1 实验所需原料 22
3.2 催化剂制备 22
3.2.1 制备顺序 22
3.2.2 γ-Al2O3载体的物性 23
3.3 实验装置及操作方法 23
3.4 分析方法 25
3.4.1 GC-2000Ⅱ气相色谱仪的工作原理及结构 25
3.4.2 色谱仪操作步骤 26
3.4.3 谱图的分析 27
3.5 流量计的校正 28
3.5.1 流量校正曲线 29
3.5.2 对各组分流量的计算 30
第4章 结果与讨论 31
4.1 反应温度对脱氧剂性能的影响 31
4.2 反应压力对脱氧剂性能的影响 33
4.3 空速对脱氧剂性能的影响 34
4.4 稳定性实验 36
第5章 结论 39
参考文献 40
致 谢 42
附录 空速条件下所测得数值 43