检索结果-南通市图书馆

作者：曾大龙中国石油大学（华东）

学位级别：硕士

近年来因CO2排放所导致的温室效应越来越严峻，CO2捕集回收成为国内外公认的解决途径，而寻找一种在一定温度、压力及气源浓度下低能耗的分离方法至关重要。由于传统气体分离方法存在能耗高、流程复杂等缺点，探索新型分离技术成为研究... 详细信息

近年来因CO2排放所导致的温室效应越来越严峻，CO2捕集回收成为国内外公认的解决途径，而寻找一种在一定温度、压力及气源浓度下低能耗的分离方法至关重要。由于传统气体分离方法存在能耗高、流程复杂等缺点，探索新型分离技术成为研究热点，其中水合物法CO2捕集技术显现出独特的优势，但同时受水合物生成速率慢及分离效率低等限制，通过研究复配添加剂对水合物法烟道气CO2捕集的强化效果，将有助于将此新技术应用于CO2减排中。本文基于自行设计及建造的气体水合物实验装置，进行了多种常见添加剂体系水合物生成实验，分析了不同种类及浓度添加剂对CO2水合物生成特性的影响，通过进行复配添加剂体系的实验研究，发现添加剂之间存在交互作用，该交互作用与单组分添加剂的浓度有关。根据实验现象及理论分析，证实添加剂的分子结构决定着添加剂对水合物生成性能的改善效果。模型方面，考虑了气体在富水相中的溶解度，并采用最小二乘法重新拟合了Langmuir吸附常数，进而建立了CO2+N2水合物相平衡模型，对于CO2+N2体系相平衡预测精度达5.2%，结合物料恒算，建立CO2+N2水合物体系闪蒸算法，并绘制了CO2+N2水合物体系T-P-x-y相图，基于该相图对比了多级分离及添加剂对水合物法烟道气CO2捕集效果的影响。最后，结合国内外研究现状建立了烟道气CO2水合物法捕集流程，验证了用Clausius-Clapeyron方程计算体系水合物分解焓的准确性，并结合HYSYS分别对TBAF及THF+SDS体系进行能耗分析。本文研究结论为烟道气CO2水合物法捕集技术的现场应用奠定了一定的基础。

关键词：添加剂水合物法分离 CO2捕集相平衡能耗分析

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晃动条件下吸收塔规整填料内流动性能研究

晃动条件下吸收塔规整填料内流动性能研究

作者：史泽林中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

填料塔在石油化工等领域有着十分重要的作用。随着海洋石油业的发展,填料塔也被应用于FLNG等海上生产设备,并进行天然气预处理等工作。其运行情况对气体净化效果、气体品质及其经济效益等具有重大影响。而由于受海上晃动的影响,填料塔... 详细信息

填料塔在石油化工等领域有着十分重要的作用。随着海洋石油业的发展,填料塔也被应用于FLNG等海上生产设备,并进行天然气预处理等工作。其运行情况对气体净化效果、气体品质及其经济效益等具有重大影响。而由于受海上晃动的影响,填料塔的传质效率有所下降。因此研究海上晃动对填料塔内流体流动性能的影响,为填料优化提供技术支持,提高填料海上的适应性具有重要意义。本文研究所用的填料为工业中常用的Mellapak350Y型金属孔板波纹填料。本文主要探究单自由度(横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、垂荡)及两自由度耦合晃动对填料塔内流体流动性能的影响。填料塔内的流体流动一般是气液逆向流动,由于液体密度较大,晃动对液相流动的分布影响与气相相比较大。因此首先分析晃动对填料塔内液体流动性能影响,基于填料塔液相流动实验从宏观整体上分析各晃动形式对流体不均匀性及壁流量的影响规律,通过fluent计算流体力学模拟软件深入填料塔流场内部剖析产生该实验晃动规律的原因;然后分析当气液逆向流动过程中晃动对流体压降及液膜厚度的影响,该部分基于填料塔气液流动实验装置,从宏观上分析晃动对填料塔压降及持液量性能的影响。通过建立的二维及三维数值计算模型从微观上分析流体在流道内的流动情况,结合对压降及液膜厚度的分析得到晃动条件下压降及持液量沿轴向的分布规律。通过本文研究发现:建立的两套实验装置(填料塔液相流动实验和填料塔气液流动实验装置)及其设计的流场检测方法可以很好的分析晃动对填料塔流体流动性能的影响;建立的填料塔轴向流动数值计算模型及流道内的流动数值计算模型模拟结果,可以较好的解释晃动条件下的实验结论。并最终形成了各晃动形式对填料塔内气相流动、液相流动、气液逆向流动的影响规律。研究结果对后期填料的优化研究具有较好的技术支持。

关键词：海上晃动 Mellapak350Y 流体分布性能壁流量塔压降持液量

适用于FLNG的组合式气液再分布器性能研究

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适用于FLNG的组合式气液再分布器性能研究

作者：张伟明中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

目前对于深海及边际气田的开采及处理,采用浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)已渐成趋势。其中塔器是FLNG预处理工艺中重要的设备,气液再分布器作为塔器中不可或缺的塔内件,承担着对气液流场进行重新分布的作用,其性能的好坏对填料塔内... 详细信息

目前对于深海及边际气田的开采及处理,采用浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)已渐成趋势。其中塔器是FLNG预处理工艺中重要的设备,气液再分布器作为塔器中不可或缺的塔内件,承担着对气液流场进行重新分布的作用,其性能的好坏对填料塔内气液传质效率有很大影响。为实现海况条件下塔器内气液相流场的再分布,需对气液再分布器的结构深入研究。本文基于文献调研及前期对液体分布器与槽盘式液体再分布器在晃动条件下的研究,对组合式气液再分布器的液体收集装置与液体再分布装置进行设计,研究组合式气液再分布器在晃动条件下的气液再分布性能。分别对斜板型液体收集器和升气管型集液盘进行设计,采用CFD模拟分析两种液体收集器在静止及晃动条件下的液体收集效果、压降及气体均布效果,并优选出性能较好的升气管型集液盘作为组合式气液再分布器的收集装置。根据限制重力式再分布装置自由液面的原则,设计适用于海上工况下的新型液体再分布装置,利用CFD模拟分析新型液体再分布装置在静止及晃动工况下的液体分布性能及操作弹性。与静止工况进行对比,发现横摇、纵摇运动使得新型液体再分布装置的出口流量不均匀度增大10%～15%,但其不均匀度小于0.1,说明1.2m塔径下的新型液体再分布装置适用于海上工况。将优选的升气管型集液盘和新型液体再分布装置(即升气管型组合式气液再分布器)进行整体研究,分析了升气管型组合式气液再分布器在不同塔径下的液体分布性能,发现与其他类型气液再分布器相比,升气管型组合式气液再分布器更适用于海上工况。

关键词： FLNG 填料塔组合式气液再分布器数值模拟结构设计

纳米颗粒-MDEA主体吸收剂脱除天然气中CO2性能实验研究

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纳米颗粒-MDEA主体吸收剂脱除天然气中CO2性能实验研究

作者：杨明浩中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

在天然气脱除CO工业处理中,开发性能更优的下一代新型胺基吸收剂是配方优化重点领域,纳米流体因其良好的强化传质性能而在该领域受到广泛关注。研究纳米流体稳定性、吸收与解吸性能,对吸收剂选择、操作参数优化、工艺过程设计以及节能... 详细信息

在天然气脱除CO工业处理中,开发性能更优的下一代新型胺基吸收剂是配方优化重点领域,纳米流体因其良好的强化传质性能而在该领域受到广泛关注。研究纳米流体稳定性、吸收与解吸性能,对吸收剂选择、操作参数优化、工艺过程设计以及节能降耗具有重要意义。本文通过实验对纳米流体稳定性、吸收与解吸性能开展研究。利用天然气脱碳实验系统,对纳米流体不同因素下吸收性能与解吸性能变化规律进行测量,并综合分析不同条件下纳米流体稳定性情况。结果表明,在吸收过程中,以MDEA-HO为胺基溶液时,添加纳米Ti O、AlO、Si O颗粒的吸收剂吸收增强因子均大于1,即纳米颗粒对吸收起强化作用。三种纳米流体最佳吸收增强因子随添加颗粒固含量先增大后减小,峰值对应最佳添加颗粒固含量,分别为0.08%、0.10%、0.10%;同时随着添加颗粒粒径增大,吸收增强因子减小。在解吸过程中,纳米颗粒对胺基吸收剂解吸率均有抑制作用,纳米AlO流体抑制效果最低。纳米流体稳定性随添加颗粒固含量上升而下降,不同纳米颗粒制备的纳米流体稳定性峰值对应不同最佳超声振荡时间;吸收与解吸过程均降低纳米流体稳定性。纳米流体解吸温度降低15℃仍具有较优解吸性能,有效降低能耗。

关键词：天然气脱碳纳米流体稳定性吸收增强因子解吸率

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天然气水合物生成影响因素及稳定性研究

天然气水合物生成影响因素及稳定性研究

作者：李旭光中国石油大学

学位级别：硕士

天然气水合物储存运输技术的开发有利于近海伴生气及零散气田的回收与利用,但是这种技术仍存在一系列问题需要解决。本论文对水合物的物理性质、生成影响因素和稳定性进行实验研究,为其工业应用打下基础。论文开展了实验装置的设计、... 详细信息

天然气水合物储存运输技术的开发有利于近海伴生气及零散气田的回收与利用,但是这种技术仍存在一系列问题需要解决。本论文对水合物的物理性质、生成影响因素和稳定性进行实验研究,为其工业应用打下基础。论文开展了实验装置的设计、水合物物性测试、水合物生成实验、水合物储存实验、储运装置的设计、储运技术路线及其经济性分析等研究。对水合物储气量、密度、比热和可燃性等进行了一系列实验测试,得到以下结论:实验测得的水合物的密度在0.8～0.95g/cm3之间;水合物的比热较小,零下20℃时水合物的比热为2.1J·g-1·℃-1;水合物燃烧受分解速度的影响不会发生爆炸。很多因素能影响水合物的生成,一定范围内,压力越高,温度越低,形成水合物的含气率越高;一定时间内,水合物含气率随着反应时间的增加逐渐增大;与纯水相比,加入十二烷基硫酸钠能大大提高了水合物的生成速度;水历史能缩短水合物形成的诱导时间,但其影响较小;搅拌能提高水合物的生成速度。研究了温度、压力、压实成型等对水合物稳定性的影响,水合物在不同温度(低温)常压储存,当水合物的自保性发挥作用后,水合物分解速度比较小;一定压力和压实处理都能提高了水合物的稳定性。对水合物陆上储存运输技术路线进行了初步研究,并与其它运输方式进行了技术、安全和经济方面的对比,水合物技术有一定优势,但是作为一种新技术,需要进一步开发和研究。

关键词：天然气水合物生成影响因素储存稳定性储运技术经济性

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天然气脱碳胺液再生能耗理论分析及实验研究

天然气脱碳胺液再生能耗理论分析及实验研究

作者：张媛媛中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

天然气的脱碳是天然气预处理中十分重要的一步,传统的胺法脱碳工艺经改造后得到二段吸收-二段再生的半贫液工艺,其目的为最大限度地节能降耗。天然气胺法脱碳工艺的主要耗能部分为富液再生过程,胺液富液再生效果的好坏可对胺液的循环吸... 详细信息

天然气的脱碳是天然气预处理中十分重要的一步,传统的胺法脱碳工艺经改造后得到二段吸收-二段再生的半贫液工艺,其目的为最大限度地节能降耗。天然气胺法脱碳工艺的主要耗能部分为富液再生过程,胺液富液再生效果的好坏可对胺液的循环吸收容量产生影响,进而影响整个工艺的净化效果。而胺液再生过程吸热,不同种类浓度的胺液在再生过程中所需的再生热有较大差异,同种胺液在不同工艺参数下的热量消耗不尽相同,其直接影响了脱碳工艺的再生能耗,因此结合脱碳工艺及胺液种类对再生过程能耗进行理论分析及实验研究具有较大的应用价值,可助力企业实现高效低耗生产。本文基于天然气胺法半贫液脱碳工艺进行胺液再生过程及能耗的理论分析及实验研究。利用模拟软件对半贫液工艺的闪蒸过程及再生过程进行优化得到较优值,通过模拟对再生能耗的理论分析得知,再生能耗变化主要与酸气负荷,温度和流量有关。为明确再生能耗内在影响机制,基于脱碳工艺在实验室内建立小型胺液再生塔,对半贫液工艺再生塔上下段进行分解,通过实验逐一细化研究,分别改变富液再生程度以及温度、等操作参数进行实验,测算明确胺液再生能耗中显热、潜热以及再生反应热的变化规律,研究表明胺液CO负荷越大再生能耗越小,胺液进塔温度和流量通过影响再生显热而对再生能耗产生影响,再沸器温度对再生潜热影响较大,选择时应结合再生压力及沸点,不宜超过沸点过多。基于研究结论,针对半贫液工艺进行胺液配方的优化以进一步降低其再生能耗,对各类单一胺液进行反应热等性能的对比,选取AMP、DEA以及TEA作为添加剂分别加入到MDEA+PZ混合胺液中配制得到三元胺液配方,结合半贫液工艺再生过程的特点,对不同胺液配方进行对比分析,研究发现添加剂AMP可明显提升贫液及半贫液的循环溶解度,而添加剂TEA则可起到降低再生能耗的效果,在半贫液工艺胺液配方对比筛选时,需结合胺液的再生能耗和循环溶解度进行综合考虑,从胺液配方角度实现半贫液工艺CO脱除效果和再生能耗双重优化,为半贫液工艺的推广及工业应用提供理论依据。

关键词：半贫液工艺再生能耗工艺参数优化实验装置设计胺液配方

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板式塔在FLNG装置上的适应性研究

板式塔在FLNG装置上的适应性研究

作者：马鹏飞中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着天然气产业不断地向深远海延伸,深海浮式天然气液化(FLNG)技术的应用越来越广泛。天然气预处理环节是FLNG生产工艺中的一个重要环节,而塔器是天然气预处理工艺的核心设备。板式塔适用于大塔径,具有操作范围大、检修方便等优点,但是... 详细信息

随着天然气产业不断地向深远海延伸,深海浮式天然气液化(FLNG)技术的应用越来越广泛。天然气预处理环节是FLNG生产工艺中的一个重要环节,而塔器是天然气预处理工艺的核心设备。板式塔适用于大塔径,具有操作范围大、检修方便等优点,但是晃动工况下板式塔的脱酸效率会有所下降,因此研究板式塔在晃动工况下的流体力学性能,分析板式塔在不同工况下的适应性,可以为板式塔在FLNG装置上的设计和使用提供参考,并为今后进一步的研究打下基础,优化FLNG装置上的天然气预处理工艺。本文针对浮阀和泡罩两种传统类型的塔板进行晃动工况下的流体力学性能研究,以此分析板式塔在FLNG装置上的适应性。根据实验需求设计一套冷模实验装置,通过六自由度晃动平台实现不同晃动工况,利用水和空气物系分别对浮阀塔板和泡罩塔板进行实验研究。本实验以塔板压降、塔板液位不均匀度和塔板漏液量三个性能为研究点,分别进行倾斜工况、单自由度晃动工况、两自由度耦合晃动工况下的研究。实验首先得出两种塔板适应性较优的倾斜方向以及塔板可正常工作的最大倾斜角度;其次研究不同晃动工况下塔板流体力学性能,得出不同晃动周期、晃动形式和晃动幅度对塔板性能的影响规律和塔板可正常工作的工况范围;最后基于不同工况下塔板流体力学性能的变化,对板式塔进行优化并通过数值模拟分析优化效果,增强了传统塔板在FLNG装置上的适应性。

关键词：晃动 FLNG 浮阀塔板泡罩塔板流体力学性能

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填料塔复合式气体分布器结构及性能研究

填料塔复合式气体分布器结构及性能研究

作者：周军逸中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

气体分布器是填料塔的原料气初始均布装置,其性能优劣在一定程度上影响塔内传质与天然气的处理效果。双切向环流式气体分布器结构简单、压降低、均布性好、综合性能相对优良,在化工生产领域中得到了广泛应用,但经研究发现,双切向环流式... 详细信息

气体分布器是填料塔的原料气初始均布装置,其性能优劣在一定程度上影响塔内传质与天然气的处理效果。双切向环流式气体分布器结构简单、压降低、均布性好、综合性能相对优良,在化工生产领域中得到了广泛应用,但经研究发现,双切向环流式气体分布器出口处仍然存在较大区域回流,影响了整体均布性的提高,这是由双切向环流式气体分布器的结构形式特点所决定,无法通过结构参数优化或简单的结构形式改进解决。因此,在双切向环流式气体分布器结构形式的基础上,设计一种均布性能更好的气体分布装置,能够在一定程度上提高气体分布器的均布性能和压降性能,同时提高填料塔原料气的处理效果。本文总结了双切向环流式气体分布器的内部流动规律,分析导致气体分布不均匀的问题根源所在,通过总结不同类型气体分布器的性能特点并进行互补性分析,将多管式气体分布器与双切向环流式气体分布器进行复合,通过研究不同复合方式及不同多孔直管数量下分布器的综合性能,设计出一种新型的复合式气体分布器。根据研究需求,进行分布器流场的放大规律分析,确定分布器直径并搭建了一套复合式气体分布器实验装置,利用该装置可进行不同进气量下气体分布器的实验研究。建立复合式气体分布器数值计算模型,并对模型进行网格独立性检验,借助不同进气量下气体分布器的实验数据,进行模型的准确性验证及模型修正。利用修正的数值计算模型及确定的边界条件,进行分布器流场规律研究及不同处理量、不同压力对分布器的性能影响研究;为提升分布器的综合性能,进行了复合式气体分布器的结构参数优化研究,确定主要结构参数对分布器的性能影响规律,并给出了结构参数建议值;基于分布器的流场特点及结构参数优化研究,分析复合式气体分布器分仍然存在的问题缺陷,并提出五种可提高复合式气体分布器性能的结构形式改进方式。本文的研究工作对填料塔内气体分布装置的设计及应用有一定的指导意义。

关键词：填料塔复合式气体分布器 Fluent 结构参数结构优化

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晃动条件下管式液体分布器分布性能研究

晃动条件下管式液体分布器分布性能研究

作者：杨帆中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

深海浮式天然气生产储卸装置(LNG-FPSO)技术的发展越来越受到重视,对传统液体分布器在海洋晃动工况下的适应性和稳定性提出了要求。管式液体分布器作为一种压力型液体分布器,因其液体分布均匀阻力小、操作弹性大、不易堵塞、不易造成雾... 详细信息

深海浮式天然气生产储卸装置(LNG-FPSO)技术的发展越来越受到重视,对传统液体分布器在海洋晃动工况下的适应性和稳定性提出了要求。管式液体分布器作为一种压力型液体分布器,因其液体分布均匀阻力小、操作弹性大、不易堵塞、不易造成雾沫夹带和发泡、易于制造等优点,在近年来获得了很大的发展和应用。其液体分布性能受重力影响较小的特点使其成为海洋晃动工况下液体分布器研究的重要对象。以管式液体分布器为研究对象,研究其在海洋晃动工况下的分布性能及稳定性具有重要的意义。本文针对管式液体分布器在不同晃动工况下的分布性能进行研究。根据实验要求,设计并建设了一套用于探索晃动工况下管式液体分布器分布性能的实验装置,该装置可以根据实验的要求实现对管式液体分布器在静止及晃动条件下的性能研究。建立了管式液体分布器的数值计算模型,进行了网格独立性验证并用实验数据验证了模型的准确性。本文结合实验和数值计算,首先研究管式液体分布器在静止条件下的分布性能,然后研究单自由度不同晃动形式对其分布性能的影响,根据结果研究不同单自由度晃动幅度对其分布性能的影响,然后根据单自由度下的实验结果选取工况研究两自由度耦合对其分布性能的影响,最后研究改变进液条件及整体尺寸对管式液体分布器在晃动条件下分布性能的影响。本文可为海洋晃动工况下管式液体分布器的模拟研究、实验研究以及工程设计提供借鉴。

关键词： FLNG 海上工况管式液体分布器分布性能

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热电热管式电子设备用散热器的性能研究

热电热管式电子设备用散热器的性能研究

作者：蔡阳中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

电子设备散热系统是影响电子设备正常工作的重要因素。随着电子技术发展迅速,电子设备朝着微型化、高频化以及集成一体化发展,导致其界面热流量显著增大。目前的散热方式因其本身的散热能力限制或许无法再保证现代电子设备能够继续正常... 详细信息

电子设备散热系统是影响电子设备正常工作的重要因素。随着电子技术发展迅速,电子设备朝着微型化、高频化以及集成一体化发展,导致其界面热流量显著增大。目前的散热方式因其本身的散热能力限制或许无法再保证现代电子设备能够继续正常、高效的工作,再加上电子技术应用广泛以及某些特殊需求,电子器件往往处在非常规环境中,这给电子器件散热需求又提出了一些新的挑战。因此,为了满足电子设备散热需求,探索高效、安全以及经济的电子设备散热技术具有很重要的实际意义。热电系统具有环保、安全、反应快、温控好、无机械运动等诸多优点,再加上热管热阻小,导热快,为电子设备散热系统提供了很好的应用基础。本文提出了一种热电热管式电子设备用散热器,并利用理论分析,模拟计算和实验相结合的方法,在基于电子设备表面温度最低以及制冷量最大的基础上,重点分析了热阻网络法、效率传热单元法以及热电热管式系统的有效制冷模型,为电子设备散热系统提供了一种新的思路。本文主要研究内容如下:首先对热电基本模型进行了分析和模拟计算。本文通过一维热传导模型以及界面热平衡模型,详细地介绍了热电模型的建立,并利用该模型进行了模拟计算,分析了最大效率以及最大制冷量。分析结果显示最大制冷量以及最大效率点往往不能同时达到。此外,由于热电模型的构建与热电物性参数具有紧密的联系,因此,本文也总结和归纳了国内外文献对热电物性参数的简化,并进行了一定的误差分析,为之后的研究学者提供了很好的参考作用。其次,建立了热电热管式散热器的热力学模型,分别利用热阻网络法、耦合效率传热单元法,构建了多参数多目标的热电散热综合方程,利用该方程,分别考虑了制冷量、热源表面温度、电流、冷热端热阻、热容量、进口温度等各参数对系统性能的影响并且进行了模拟分析。模拟结果表明,两种方法的求解结果基本吻合,也暗示了这些参数直接影响热电热管式散热器的系统性能。同时,文中也推导了效率单元法的模型方程,利用热端热性能参数UA简化散热端参数,基于该方法,分析了该系统的有效制冷模型,为热电有效散热提供了理论依据。最后,搭建了热电热管式散热器的实验平台,并对热电热管式系统的动态过程进行了实验,分析了热电制冷片的电压以及热垫片的动态特性。本文对热电热管式电子设备用散热器进行了理论分析,模拟计算和实验研究,建立了基于耦合效率单元的热电散热分析方法,同时也分析了热电参数和有效制冷模型,丰富了电子设备散热理论和实际应用。

关键词：电子设备热电热管式散热器效率单元法制冷模型系统性能