【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用于燃烧后烟气中CO2捕集的装置。特别是涉及一种利用固定化碳酸酐酶加快烟气中CO2吸收的基于多孔陶瓷梯级布置固定化酶的立式反应器。
技术介绍
CO2的捕集和封存技术可有效解决碳排放和温室效应问题,燃烧后烟气中CO2的捕集主要是通过物理和化学吸收法,但存在成本过高和能耗大等问题。碳酸酐酶能够将CO2快速催化转换成为HCO3-,反应速率可由6.2×10-3s-1提高到106s-1,是至今发现的最有效的CO2水合酶催化剂。将烟气中的CO2利用CA酶催化吸收分离出来,可有效促进CO2的吸收,加快CO2的捕集速率,是具有前景的CO2捕集应用技术。酶在高温、强酸碱和有机溶剂等条件下易失活,限制了其被广泛应用。固定化技术不仅可使酶易于分离,也利于酶稳定性的提高,且固定化酶具有一定形状和机械强度,可装填于反应器中,便于连续生产。利用固定化碳酸酐酶在反应器捕集燃烧后的CO2主要存在的问题是:由于烟气中含有粉尘颗粒和SO2等污染物,降低固定化酶的活力,且阻碍CO2在吸收液中的传质吸收;吸收液吸收烟气中CO2的反应速率低且能耗高;气液两相流动中,CO2在反应器的流程短,不能充分与固定化酶接触,催化反应效率低;为提高反应速率,反应器内布置磁力搅拌器,但增加了能耗且系统复杂;不能在线收集有效的反应参数,反应过程控制不易控制。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是,提供一种能够解决燃烧后CO2捕集存在的CO2吸收速率低和能耗高等问题的基于多孔陶瓷梯级 ...
【技术保护点】
一种基于多孔陶瓷梯级布置固定化酶的立式反应器,包括有底座(1)、设置在底座(1)上的透明的柱状反应腔体(3)和盖在柱状反应腔体(3)上端口的盖板(4),其特征在于,所述底座(1)上贯通的形成有用于向柱状反应腔体(3)输入外部气体的进气孔(5),所述柱状反应腔体(3)的顶部侧壁上设置有吸收液进口(15),底部侧壁上设置有反应产物出口(14),所述柱状反应腔体(3)内的底部由下至上依次设置有用于对从进气孔(5)进入的外部气体过滤的强氧化吸附膜(6)和多孔板(7),沿柱状反应腔体(3)内的中心轴线上设置有有机玻璃棒(11),所述有机玻璃棒(11)的上端连接盖板(4),下端连接多孔板(7),所述柱状反应腔体(3)内位于多孔板(7)的上方通过有机玻璃棒(11)设置有两级以上用于对进入柱状反应腔体(3)内的烟气进行催化反应的固定化酶载体结构(8),所述柱状反应腔体(3)内分别设置有压力传感器(17)、pH电极(18)、气体采样吸气管(19)和气体采样回气管(20),所述盖板(4)上分别形成有用于贯穿压力传感器(17)输出导线的压力信号输出孔(21a),用于贯穿所述的pH电极(18)输出导线的pH电 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于多孔陶瓷梯级布置固定化酶的立式反应器,包括有底座(1)、设置在底座
(1)上的透明的柱状反应腔体(3)和盖在柱状反应腔体(3)上端口的盖板(4),其特征在于,
所述底座(1)上贯通的形成有用于向柱状反应腔体(3)输入外部气体的进气孔(5),所述柱
状反应腔体(3)的顶部侧壁上设置有吸收液进口(15),底部侧壁上设置有反应产物出口
(14),所述柱状反应腔体(3)内的底部由下至上依次设置有用于对从进气孔(5)进入的外部
气体过滤的强氧化吸附膜(6)和多孔板(7),沿柱状反应腔体(3)内的中心轴线上设置有有
机玻璃棒(11),所述有机玻璃棒(11)的上端连接盖板(4),下端连接多孔板(7),所述柱状反
应腔体(3)内位于多孔板(7)的上方通过有机玻璃棒(11)设置有两级以上用于对进入柱状
反应腔体(3)内的烟气进行催化反应的固定化酶载体结构(8),所述柱状反应腔体(3)内分
别设置有压力传感器(17)、pH电极(18)、气体采样吸气管(19)和气体采样回气管(20),所述
盖板(4)上分别形成有用于贯穿压力传感器(17)输出导线的压力信号输出孔(21a),用于贯
穿所述的pH电极(18)输出导线的pH电极输出孔(21b),与所述的气体采样吸气管(19)相连
通的吸气孔(21c),以及与所述气体采样回气管(20)相连通的回气孔(21d)。
2.根据权利要求1所述的基于多孔陶瓷梯级布置固定化酶的立式反应器,其特征在于,
所述的柱状反应腔体(3)的外侧壁上设置有用于读取内部液位的刻度(16)。
3.根据权利要求1所述的基于多孔陶瓷梯级布置固定化酶的立式反应器,其特征在于,
所述的柱状反应腔体(3)的外侧还套有用于通过循环水控制柱状反应腔体(3)内部温度的
水浴套筒(2),所述水浴套筒(2)的上端侧壁上设置有出水口(13),下端侧壁上设置有进水
口(12)。
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱轶林,李惟毅,孙冠中,仝勇昂,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:新型
国别省市:天津;12
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