低浓度煤层气深冷精馏塔数值模拟优化策略

本文主要探讨了"低浓度煤层气深冷分离数值模拟研究"这一主题，由肖露在《矿业安全与环保》杂志2015年第6期发表。作者针对低浓度煤层气深冷液化的工艺过程，特别是精馏塔的设计与优化进行了深入的数值模拟分析。通过模拟研究，作者发现设计精馏塔时，数值模拟数据提供了可靠的依据，确保了装置在中试阶段的良好性能。 研究结果显示，随着回流比的增加，塔板数会相应减少，这有利于提高分离效率。然而，这种变化会导致塔的能耗增加，因此，在实际操作中，需要综合考虑经济效益，选取最合适的回流比。这表明，优化操作参数以达到能耗与分离效果的平衡是至关重要的。 进料位置也对精馏塔的能耗有显著影响，通过模拟得出，存在一个最优的进料位置，能够有效地控制能耗。具体到浓度为35%的低浓度煤层气深冷液化装置，实际应用中的精馏塔配置了1.513的回流比，塔板效率为0.7，所需的塔板数仅为32块。最佳的进料位置被确定为从第9块塔板进行，这样既能保证分离效果又能减小能源消耗。 该研究不仅提供了理论支持，还为实际生产中的低浓度煤层气深冷液化装置设计和优化提供了实用的指导，有助于提升整个系统的经济效益和能效。此外，论文还采用了中图分类号TD712.67和TE645，表明其研究内容覆盖了煤炭开采过程中的气体处理技术和环境保护，以及数值模拟在工程设计中的应用。 这篇论文对于理解低浓度煤层气深冷分离过程中的关键参数如回流比、塔板数及其影响因素，以及如何通过数值模拟进行有效优化具有重要意义，为工业实践中的能源高效利用提供了科学依据。