Direct helium recovery from natural gas by dual reflux pressure swing adsorption cascade

级联 变压吸附 吸附 天然气 甲烷 等温过程 体积流量 空气分离 气体分离 工业气体 干气 分馏 沸石 化学 蒸馏 分析化学(期刊) 色谱法 热力学 有机化学 物理 催化作用 生物化学 氧气 涡轮机
作者
R. Weh,Gongkui Xiao,Ehsan Sadeghi Pouya,Eric F. May
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:450: 137894-137894 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.137894
摘要

Low-cost helium recovery processes optimised for unconventional sources e.g. small-scale natural gas (NG) reservoirs, offer a new approach to meeting growing demand. We investigated a two-stage dual reflux pressure swing adsorption (DR PSA) cascade for the recovery and purification of dilute helium from various natural gas source analogues comprising of CH4 + N2 + He. First, adsorption isotherms of a binderless zeolite 13X with high methane and nitrogen uptake were measured at 283 to 323 K and pressures up to 10 bar. This material was then used in a laboratory-scale DR PSA apparatus to identify key parameters affecting the separation performance, namely feed step time and location, as well as heavy product and light reflux flow rate. The experiments agreed well with the results of a non-isothermal numerical DR PSA model with an average deviation of 1 mol% between simulated and experimental product purities. Then, the model was extended to consider a two-stage DR PSA cascade with waste recycle. Axial composition profiles within the beds of each stage were obtained numerically and analysed to explain the impact of key process parameters on the separation performance. Tuning these parameters accordingly led to a helium-rich product with over 99 mol% He purity, which could be produced from various natural gas feeds containing from 0.1 to 1 mol% He at 90 to 98% recovery, respectively. The separation performance was compared to other helium recovery processes based on cryogenic distillation, membranes, pressure swing adsorption, and combinations thereof. Compared to these other systems, the DR PSA cascade process delivered a 99 mol% purity product from a 0.1 mol% helium in natural gas feed with 8% higher helium recovery.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
妖孽宇完成签到,获得积分10
1秒前
简简单单完成签到,获得积分10
1秒前
550190946发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
111完成签到,获得积分10
3秒前
zhubin完成签到 ,获得积分10
3秒前
5秒前
田南松发布了新的文献求助10
8秒前
搬砖美少女完成签到,获得积分10
8秒前
nn发布了新的文献求助10
9秒前
7ohnny完成签到,获得积分10
10秒前
apckkk完成签到 ,获得积分10
12秒前
深情安青应助550190946采纳,获得10
13秒前
14秒前
15秒前
jbq完成签到 ,获得积分20
15秒前
YM完成签到,获得积分10
17秒前
生动柔发布了新的文献求助10
17秒前
大旭完成签到 ,获得积分10
18秒前
Fn完成签到 ,获得积分10
20秒前
zero完成签到,获得积分10
22秒前
瘦瘦谷兰完成签到,获得积分10
22秒前
zcz完成签到 ,获得积分10
23秒前
白嘉乐完成签到,获得积分10
24秒前
考研小白完成签到,获得积分10
24秒前
高妍纯完成签到 ,获得积分10
26秒前
28秒前
风中的丝袜完成签到,获得积分10
28秒前
赵赵完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
shiizii应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
xuzj应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
Mars应助科研通管家采纳,获得30
32秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
叶梓轩完成签到 ,获得积分10
32秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
32秒前
32秒前
机智的锦程完成签到 ,获得积分10
33秒前
时尚俊驰发布了新的文献求助10
35秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038201
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575940
关于积分的说明 11373987
捐赠科研通 3305747
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819274
邀请新用户注册赠送积分活动 892662
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022