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湿法脱硫是目前应用最多的天然气脱硫工艺,脱硫富液的再生常采用汽提再生工艺,该再生工艺存在能量消耗高的缺点。从节能角度出发,急需一种技术上可能,经济上合理的高效气体脱硫液再生方法,膜蒸馏技术由于操作简单、集约化程度高等优点被认为是最有工业化应用前景的方法。论文开展了真空膜蒸馏再生天然气脱硫富液实验,对膜蒸馏技术和汽提法再生技术的能耗进行分析,试图找出节能高效的天然气脱硫液再生工艺。 为了得到准确、快速测出脱硫液中硫含量的方法,本文利用实验数据对比分析了库伦法及碘量法两种方法对硫含量的操作误差,得出当硫含量在5g/L以上,优先选用碘量法;当硫含量在3g/L~5g/L,碘量法和库伦仪法均可;当硫含量低于3g/L,优先选用库伦仪法。 论文以中空纤维膜组件为再生器,MDEA溶液为脱硫富液,开展了膜蒸馏再生脱硫液实验研究,考察了温度、真空度等操作参数对再生率、再生能耗及能效比的影响,得出最优操作条件:浓度为10%,温度50℃,流量5L/h,真空度65Kpa。此时再生能耗最低为175.11KJ/moL,能效比最高为0.487%/(KJ/moLH2S)。 在膜蒸馏实验的基础上,以中空纤维膜组件为吸收器,再生液和新配 MDEA溶液为吸收剂,考察了贫液硫含量对脱除率的影响。结果表明:新配吸收剂的脱除率为98.5%,而硫含量为0.39g/L的贫液脱除率为95.85%。说明在该硫含量下,可以通过添加新配吸收液或调节流量完全恢复其吸收能力。当硫含量为0.79g/L时,贫液脱硫率为85.9%,净化天然气含硫量为21.15mg/m3。这说明,采用硫含量在0.79g/L以下的贫液作为吸收剂,可以满足天然气净化要求。 用软件模拟汽提法再生工艺,得到再生塔入口温度100℃,减压阀出口压力190KPa,MDEA浓度为43%,循环量480m3/h,回流比1.6时,能耗最低为2.40×108 KJ/h。以此数据为基础,与膜蒸馏再生技术实验数据进行对比,发现在相同的再生率下,汽提再生能耗为243.01KJ/moL H2S,膜蒸馏再生的能耗为200.93KJ/moL H2S,相比降低了17.3%。