相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置，可有效解决实现相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2，并防止工厂废气污染排放造大气污染和能量损失的问题，结构是，包括第一反应釜和第二反应釜，反应釜外壁上装有夹套，夹套外有隔热层，反应釜上装有与反应釜内部相连通的压力表、温度传感器和气体检测仪，反应釜内装有搅拌器，搅拌器经伸出反应釜上部的搅拌杆与电机的转轴相连，构成反应釜内的搅拌结构；进气管道与反应釜内相连通，与反应釜相连的出气管道经流量控制仪与反应釜内相连通，第一反应釜与第二流量控制仪之间的管道上装有储气罐，储气罐与应釜相连通，本发明专利技术适用于混合气体的吸收与分离，可实时监测气体水合物生成过程中气压变化。

Phase separation ionic liquid capture and separation of CO2/CH4/N2 system by water treatment

The invention relates to a phase change ionic liquid (PIL) hydration capture and separation CO2/CH4/N2 system device, which can effectively solve the problems of realizing the PHIL hydration capture and separation of CO2/CH4/N2 and preventing the factory exhaust gas from polluting and discharging to create air pollution and energy loss. The structure comprises a first reaction kettle and a second reaction kettle, and the outer wall of the reaction kettle. The reactor is equipped with a pressure gauge, a temperature sensor and a gas detector connected with the reactor. The reactor is equipped with a stirrer. The stirrer is connected with the rotating shaft of the motor through a stirring rod extending from the upper part of the reactor to form a stirring structure in the reactor. The outlet pipe connected with the reactor is connected with the reactor through the flow controller and the reactor. A gas storage tank is installed on the pipeline between the first reactor and the second flow controller, and the gas storage tank is connected with the reactor. Pressure changes.

【技术实现步骤摘要】
相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置
本专利技术涉及化工设备，特别是用于捕集分离CO2、CH4和N2的相变离子液体促进气体水合物生成的一种相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置。
技术介绍
：据统计20世纪全球平均气温升高0.6℃，如果不采取方法限制CO2、CH4等气体的排放，21世纪全球气温将会上涨2~5℃。我国作为最大的发展中国家，对日益严峻的温室效应问题承担着不可推卸的责任。根据国际能源机构统计调查，我国现在的CO2排放量仅次于美国，占全球总排放量的1/7。天然气工业、矿井开采及能源利用过程中排放的气体通常含有大量CO2和CH4气体。CO2是最主要的温室气体，CH4的温室效应要比二氧化碳高出22倍，在全球气候变暖中的份额占15%，仅次于CO2。这些气体不经处理直接排空，不仅加剧温室效应还造成资源浪费。CH4属于高效的清洁能源，可用于瓦斯发电和可燃冰制造，而CO2则是重要的工业生产原料，因此将这些气体捕集并加以利用是有效实现绿色节能的重要途径之一。气体水合物是由水和其它一种或多种气体成分如天然气组成的结晶固体，通常在低温和高压条件下稳定存在，为非化学计量型固态化合物。1体积的水可以储存157体积的CO2或164体积的CH4，因此水合法储存二氧化碳和天然气具有广阔的应用前景。离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的一种新型功能材料，具有熔点低、液程宽、几乎不挥发、热稳定性和化学稳定性高等优点，并且部分离子液体可以大幅降低气体水合物的生成时间，增加水合物的储气量，促进气体水合物的生成。固态离子液体在特定条件下能够产生相变，相比普通离子液体，这类相变离子液体具有储能密度高、热稳定性好等优点，在储热、储能领域有独特的优势。相变离子液体对CO2、CH4和N2水合物生成具有促进作用，可及时吸收气体水合物形成过程所释放的热量。含羟基、羧基、羰基、胺基、酯基等极性基团的离子液体相变潜热值较高，甚至优于大部分常规无机和有机相变材料，且化学性质稳定，适合用作气体水合物促进剂。但如何实现相变离子液体水合法捕集分离气体的系统装置，至今未见有该设备的公开报导。
技术实现思路
：针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本专利技术之目的就是设计一种相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置，可有效解决实现相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2，并防止工厂废气污染排放造大气污染和能量损失的问题。本专利技术解决的技术方案是，一种相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置，包括第一反应釜和第二反应釜，第一反应釜外壁上装有第一夹套，第一夹套外有第一隔热层，第一反应釜上装有与反应釜内部相连通的第一压力表、第一温度传感器和CO2气体检测仪，第一反应釜内装有第一搅拌器，第一搅拌器经伸出第一反应釜上部的第一搅拌杆与第一电机的转轴相连，构成反应釜内的第一搅拌结构；第一进气管道与第一反应釜内相连通，第一反应釜与第一管道进气口之间的管道上串装有第一流量控制仪，与第一反应釜相连的第一出气管道经第二流量控制仪和第二进气管道与第二反应釜内相连通，第一反应釜的第一夹套经第一温控系统管道与温控系统相连通，第二反应釜的外壁上装有第二夹套，第二夹套外有第二隔热层，第二夹套经第二温控系统管道与温控系统相连通，第二反应釜上装有与反应釜内部相连通的第二压力表、第二温度传感器和CH4气体检测仪，第二反应釜内装有第二搅拌器，第二搅拌器经伸出第二反应釜上部的第二搅拌杆与第二电机的转轴相连，构成反应釜内的第二搅拌结构；第一反应釜与第二流量控制仪之间的管道上经串联的第四阀门、第二增压泵装有相连通的第二储气罐，第一储气罐经装有第一增压泵、第六阀门的管道与第一反应釜内相连通，第三储气罐经装有第三增压泵、第七阀门的管道与第二反应釜内相连通，第四储气罐经装有第四增压泵、第八阀门、第五阀门的管道与第二反应釜内相连通，第一电机、第二电机、制冷压缩机、第一流量控制仪、第一压力表、第一温度传感器、CO2气体检测仪、第二流量控制仪、第二压力表、第二温度传感器、CH4气体检测仪均同控制装置相连，构成实时监测结构，反应釜内装有作为气体水合物促进剂的相变离子液体。本专利技术适用于混合气体的吸收与分离，利用相变离子液体促进剂降低气体水合物生成压力并提高生成温度，加剧各气体水合物生成条件差异，从而实现混合气体的高效吸收和分离。通过温控系统控制反应釜内温度，通过反应釜内连接的压力表在PC端实时监测气体水合物生成过程中气压变化，由此计算气体捕集量。附图说明：图1为本专利技术的结构主视图。1、进气口；2、进气口阀门；3、流量控制仪；4、反应釜；5、阀门；6、电动机；7、隔热层；8、搅拌杆；9、物理搅拌器；10、进气管道；11、反应釜上盖；12、出气管道；13、压力表；14、温度传感器；15、CO2气体检测仪；16、阀门；17、增压泵；18、储气罐；19、阀门；20、阀门；21、增压泵；22、储气罐；23、电脑；24、流量控制仪；25、阀门；26、反应釜；27、隔热层；28、电动机；29、搅拌杆；30、物理搅拌器；31、进气管道；32、出气管道；33、反应釜上盖；34、压力表；35、温度传感器；36、CH4气体检测仪；37、阀门；38、增压泵；39、储气罐；40、阀门；41、温控系统；42、管道；43、夹套；44、管道；45、夹套；46、阀门；47、增压泵；48、储气罐；49、出气口阀门；50、出气口。具体实施方式：以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。由图1所示，本专利技术公开一种相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置，包括第一反应釜和第二反应釜，第一反应釜4外壁上装有第一夹套43，第一夹套43外有第一隔热层7，第一反应釜4上装有与反应釜内部相连通的第一压力表13、第一温度传感器14和CO2气体检测仪15，第一反应釜4内装有第一搅拌器9，第一搅拌器9经伸出第一反应釜4上部的第一搅拌杆8与第一电机6的转轴相连，构成反应釜内的第一搅拌结构；第一进气管道10与第一反应釜4内相连通，第一反应釜4与第一管道进气口1之间的管道上串装有第一流量控制仪3，与第一反应釜4相连的第一出气管道12经第二流量控制仪24和第二进气管道31与第二反应釜26内相连通，第一反应釜4的第一夹套43经第一温控系统管道42与温控系统41相连通，第二反应釜26的外壁上装有第二夹套45，第二夹套45外有第二隔热层27，第二夹套45经第二温控系统管道44与温控系统41相连通，第二反应釜26上装有与反应釜内部相连通的第二压力表34、第二温度传感器35和CH4气体检测仪36，第二反应釜26内装有第二搅拌器30，第二搅拌器30经伸出第二反应釜26上部的第二搅拌杆29与第二电机28的转轴相连，构成反应釜内的第二搅拌结构；第一反应釜4与第二流量控制仪24之间的管道上经串联的第四阀门20、第二增压泵21装有相连通的第二储气罐22，第一储气罐18经装有第一增压泵17、第六阀门16的管道与第一反应釜4内相连通，第三储气罐39经装有第三增压泵38、第七阀门37的管道与第二反应釜26内相连通，第四储气罐39经装有第四增压泵47、第八阀门46、第五阀门40的管道与第二反应釜26内相连通，第一电机6、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4 /N2系统装置，包括第一反应釜和第二反应釜，其特征在于，第一反应釜（4）外壁上装有第一夹套（43），第一夹套（43）外有第一隔热层（7），第一反应釜（4）上装有与反应釜内部相连通的第一压力表（13）、第一温度传感器（14）和CO2气体检测仪（15），第一反应釜（4）内装有第一搅拌器（9），第一搅拌器（9）经伸出第一反应釜（4）上部的第一搅拌杆（8）与第一电机（6）的转轴相连，构成反应釜内的第一搅拌结构；第一进气管道（10）与第一反应釜（4）内相连通，第一反应釜（4）与第一管道进气口（1）之间的管道上串装有第一流量控制仪（3），与第一反应釜（4）相连的第一出气管道（12）经第二流量控制仪（24）和第二进气管道（31）与第二反应釜（26）内相连通，第一反应釜（4）的第一夹套（43）经第一温控系统管道（42）与温控系统（41）相连通，第二反应釜（26）的外壁上装有第二夹套（45），第二夹套（45）外有第二隔热层（27），第二夹套（45）经第二温控系统管道（44）与温控系统（41）相连通，第二反应釜（26）上装有与反应釜内部相连通的第二压力表（34）、第二温度传感器（35）和CH4气体检测仪（36），第二反应釜（26）内装有第二搅拌器（30），第二搅拌器（30）经伸出第二反应釜（26）上部的第二搅拌杆（29）与第二电机（28）的转轴相连，构成反应釜内的第二搅拌结构；第一反应釜（4）与第二流量控制仪（24）之间的管道上经串联的第四阀门（20）、第二增压泵（21）装有相连通的第二储气罐（22），第一储气罐（18）经装有第一增压泵（17）、第六阀门（16）的管道与第一反应釜（4）内相连通，第三储气罐（39）经装有第三增压泵（38）、第七阀门（37）的管道与第二反应釜（26）内相连通，第四储气罐（39）经装有第四增压泵（47）、第八阀门（46）、第五阀门（40）的管道与第二反应釜（26）内相连通，第一电机（6）、第二电机（28）、制冷压缩机（41）、第一流量控制仪（3）、第一压力表（13）、第一温度传感器（14）、CO2气体检测仪（15）、第二流量控制仪（24）、第二压力表（34）、第二温度传感器（35）、CH4气体检测仪（36）均同控制装置（23）相连，构成实时监测结构，反应釜内装有作为气体水合物促进剂的相变离子液体。...

【技术特征摘要】
1.一种利用相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置，包括第一反应釜和第二反应釜，其特征在于，第一反应釜（4）外壁上装有第一夹套（43），第一夹套（43）外有第一隔热层（7），第一反应釜（4）上装有与反应釜内部相连通的第一压力表（13）、第一温度传感器（14）和CO2气体检测仪（15），第一反应釜（4）内装有第一搅拌器（9），第一搅拌器（9）经伸出第一反应釜（4）上部的第一搅拌杆（8）与第一电机（6）的转轴相连，构成反应釜内的第一搅拌结构；第一进气管道（10）与第一反应釜（4）内相连通，第一反应釜（4）与第一管道进气口（1）之间的管道上串装有第一流量控制仪（3），与第一反应釜（4）相连的第一出气管道（12）经第二流量控制仪（24）和第二进气管道（31）与第二反应釜（26）内相连通，第一反应釜（4）的第一夹套（43）经第一温控系统管道（42）与温控系统（41）相连通，第二反应釜（26）的外壁上装有第二夹套（45），第二夹套（45）外有第二隔热层（27），第二夹套（45）经第二温控系统管道（44）与温控系统（41）相连通，第二反应釜（26）上装有与反应釜内部相连通的第二压力表（34）、第二温度传感器（35）和CH4气体检测仪（36），第二反应釜（26）内装有第二搅拌器（30），第二搅拌器（30）经伸出第二反应釜（26）上部的第二搅拌杆（29）与第二电机（28）的转轴相连，构成反应釜内的第二搅拌结构；第一反应釜（4）与第二流量控制仪（24）之间的管道上经串联的第四阀门（20）、第二增压泵（21）装有相连通的第二储气罐（22），第一储气罐（18）经装有第一增压泵（17）、第六阀门（16）的管道与第一反应釜（4）内相连通，第三储气罐（39）经装有第三增压泵（38）、第七阀门（37）的管道与第二反应釜（26）内相连通，第四储气罐（39）经装有第四增压泵（47）、第八阀门（46）、第五阀门（40）的管道与第二反应釜（26）内相连通，第一电机（6）、第二电机（28）、制冷压缩机（41）、第一流量控制仪（3）、第一压力表（13）、第一温度传感器（14）、CO2气体检测仪（15）、第二流量控制仪（24）、第二压力表（34）、第二温度传感器（35）、CH4气体检测仪（36）均同控制装置（23）相连，构成实时监测结构，反应釜内装有作为气体水合物促进剂的相变离子液体。2.根据权利要求1所述的相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置，其特征在于，所述的控制装置为计算机或PLC控制柜。3.根据权利要求1所述的相变离子液体水合法捕集分离CO2/CH4/N2系统装置，其特征在于，所述的第一出气管道（12）经串联在一起的第二阀门（19）、第二流量控制仪（24）、第三阀门（25）和第二进气管道（31）与第二反应釜（26）内相连通，第二阀门（19）、第三阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兰云，徐永亮，李振东，左宁，梁浦浦，陈蒙磊，刘洋，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41