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在目前的煤制天然气(SNG)工艺中,一般采用低温甲醇洗工艺进行CO2气体的脱除,然而,由于低温甲醇洗往往受到酸性气体中S含量以及装置制冷量的影响,导致脱除效果下降。因此,需要对现有的CO2气体脱除方法特性进行研究,为寻找可替代低温甲醇洗的更有安全、有效的脱除酸性气体的方法提供一定的理论基础和数据支持。本文在实验室的规模下,利用膜分离实验系统、MEA化学吸收实验系统对CO2膜分离法及MEA化学吸收法进行了实验研究,并提出了理论分析方法,在此基础上,本文提出了新型的膜分离——化学吸收联合脱除CO2的方法,在膜分离——MEA化学吸收实验台上对该方法进行了验证。研究结果如下:膜分离系数是衡量高分子膜分离气体性能的一个重要参数,进气的体积流率越大、压力越高以及温度越低,膜分离系数越大,膜渗透端得到的气体CO2浓度越高,Generon210膜的分离系数大于Prism膜,但后者在进气工况变化时分离性能更加稳定,在0.9MPa,25℃,60L/min的进气条件下,Generon210膜渗透端CO2浓度为63.4%,分离效率为63.27%,CH4回收率为93.55%,浓度为95.5%。MEA的流量与温度越高,MEA吸收CO2量越大,MEA溶液浓度超过30%之后,由于溶液粘度增大,吸收量下降,60L/minCO2浓度为15%的混合气体经过30%、55℃、15L/h的MEA溶液吸收后,分离效率可达到99%以上,回收的CH4浓度在99%以上;30%、100℃的MEA富液与6m3/h的蒸汽接触可获得最高的解吸率,为72.52%。根据两性离子机理来准确地描述MEA化学吸收与解吸过程,并由机理推导的动力学模型可计算MEA化学吸收过程中的吸收速率以及解吸过程中任一时刻的解吸率。联合法分离CO2的过程受到进气压力、体积流率、温度以及MEA浓度、流量、温度等多种因素的影响,要达到理想的分离效果,必须调节MEA与CO2的摩尔比达到1.15以上,此时分离效率为81%,回收的CH4浓度为95.5%。联合法有利于大量减少化学吸收所需的MEA量,因此适用于大气量处理工艺中,可作为替代低温甲醇洗的方法。