一种强化CO2吸收的单板多通道并行微反应器系统和强化吸收方法技术方案

本发明专利技术提供了一种强化CO2吸收的集分布、混合通道于单板单面上的多通道并行微反应器系统及方法。本方法采用一种多通道并行微反应器系统，并且分布通道与混合通道同在一块板的一侧，使含CO2气体物料和吸收液分别均匀的分布在微通道内，在微通道内于0.1~5.0MPa、10~200℃、0.001~50秒下,快速混合、吸收。每个单元由一个混合吸收单元和一个换热单元板组成。所述系统由上盖板、下底板以及无数个单元层层叠加组成；本发明专利技术实现了在单块板上毫秒至微秒内进行原位换热和吸收，是一种可实现快速放大的微反应技术，为煤化工、天然气、石油化工等领域CO2的吸收提供了一种高效吸收方法。

A Single Board Multi-Channel Parallel Microreactor System for Enhanced CO2 Absorption and Enhanced Absorption Method

The invention provides a multi-channel parallel microreactor system and method for enhancing the concentration distribution of CO2 absorption and mixing channels on a single board and a single surface. In this method, a multi-channel parallel microreactor system is adopted, and the distribution channel and the mixing channel are on one side of a plate, so that the material containing CO2 and the absorbent liquid are evenly distributed in the microchannel, and quickly mixed and absorbed in the microchannel at 0.1-5.0 MPa, 10-200 C and 0.001-50 seconds. Each unit consists of a mixed absorption unit and a heat exchange unit plate. The system consists of an upper cover plate, a lower bottom plate and innumerable units stacked in layers; the invention realizes in-situ heat transfer and absorption within milliseconds to microseconds on a single plate, is a microreaction technology that can realize rapid amplification, and provides an efficient absorption method for CO2 in the fields of coal chemical industry, natural gas, petrochemical industry, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种强化CO2吸收的单板多通道并行微反应器系统和强化吸收方法
本专利技术涉及一种可实现CO2高效吸收的单板多通道并行微反应器系统，具体说是一种可强化CO2吸收的微通道反应器技术。本专利技术为烟道气、合成胺、油田伴生气、天然气、石油化工、天然气化工、煤化工等领域的脱碳和碳捕获提供了一种高效吸收的微通道反应器技术。
技术介绍
目前，CO2对地球温升的总体作用在所有温室气体中最大，约占全球变暖因素的55%。因此，解决全球变暖和温室效应最关键的因素就是减少CO2的排放量。但是，工业中的CO2排放主要是来自大部分化石燃料的燃烧，比如说煤、石油、天然气等化石燃料，而目前还未找到可完全替代化石燃料的清洁能源。所以，想要尽快的实现减少CO2的排放，需要尽快开展温室气体的捕集、储存及资源化利用技术，减少温室气体的排放。CO2的捕集技术主要是由：化学吸收、物理吸收、变压吸附、低温分离、膜分离、富氧燃烧技术等。目前工业上CO2的分离与捕集回收主要以化学吸收法为主，溶剂主要为有机胺或者有机胺的混合溶液，其中吸收剂以N-甲基二乙醇胺为主，所用设备为吸收塔。但普遍存在吸收效率低下、吸收剂循环量大、停留时间长、发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化CO2吸收的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：所述单板多通道并行微反应器系统包括：上盖板、下底板，至少一个混合吸收单元和至少一个换热单元；每个混合吸收单元为一块多通道并行微反应器板，板的一侧分别有吸收液分布通道、含CO2的气体物料分布微通道和多个并行反应微通道组成，且吸收液分布微通道、含CO2的气体物料分布微通道及并行反应微通道在板的同一侧；每个换热单元由至少一个包含并行微通道的多通道微换热板组成；混合吸收单元和换热单元在上盖板、下底板之间交替叠加，匹配组合；吸收液分布微通道和含CO2的气体物料分布微通道是指从物料入口至并行反应微通道的通道数按2n次幂呈几何级数逐级增加，每一...

【技术特征摘要】
1.一种强化CO2吸收的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：所述单板多通道并行微反应器系统包括：上盖板、下底板，至少一个混合吸收单元和至少一个换热单元；每个混合吸收单元为一块多通道并行微反应器板，板的一侧分别有吸收液分布通道、含CO2的气体物料分布微通道和多个并行反应微通道组成，且吸收液分布微通道、含CO2的气体物料分布微通道及并行反应微通道在板的同一侧；每个换热单元由至少一个包含并行微通道的多通道微换热板组成；混合吸收单元和换热单元在上盖板、下底板之间交替叠加，匹配组合；吸收液分布微通道和含CO2的气体物料分布微通道是指从物料入口至并行反应微通道的通道数按2n次幂呈几何级数逐级增加，每一通道在下一级都分布有两个相同的分支通道，第一级通道从物料进口处分成夹角90°<α<180°且均分对称的二个通道；第二级通道分成夹角为90°<β<180°且均分对称的二个通道；第三级通道分成夹角为0°<γ<180°且均分对称的二个通道，并且下一级的每两个通道与上一级通道呈对称结构；整个单板多通道微反应器系统呈轴对称结构。2.按照权利要求1所述的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：所述并行反应微通道是指吸收液分布微通道和含CO2气体物料分布微通道的最末一级与反应微通道呈一定角度δ连接，互相并行的多个微通道，每个并行反应微通道呈“S”型或“M”型，使得反应的停留时间更长，反应进行的更迅速；并行反应微通道形状、长度等尺寸可根据反应的停留时间的不同，进行更细致的设计。3.按照权利要求1所述的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：所述换热单元是指能将CO2混合气和吸收液混合、吸收过程中产生的热及时的移出的多通道换热板，该换热板与微通道反应器交替叠加，匹配组合；所述多通道微反应器板和多通道微换热器板上共有八个贯穿板体的通孔，包括两个物料进口通孔、两个换热介质进出口通孔以及四个物料出口通孔；其中，每个物料出口与两个并行反应微通道的末端相连；微反应器板叠加时通孔位置相互对应。4.按照权利要求1所述的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：还包括集流微通道，所述集流微通道位于多通道并行微反应器板的正面，与并行反应微通道末端连接；从集流微通道与并行反应微通道末端连接处至集流通道出口通孔，通道数按2n-1次幂呈几何级数逐级减少，每二个分支通道在上一级都汇集成一个分支通道；同一级的两个通道间夹角为0<β≤180，其以上一级分支通道呈左右对称结构；上一级的一个通道与下一级的任一通道间夹角为90°≤α<180°；所述集流微通道出口末端设有一个贯穿板体的通孔。5.按照权利要求4所述的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：除最末级通道外，并行反应微通道分布板和集流微通道板上的微通道结构相同，且叠加时位置相互对应；所述并行反应微通道分布板和集流微通道板上均设有两个贯穿板体的物料进口通孔、两个贯穿板体的换热介质进出口通孔、一个贯穿板体的物料出口通孔，叠加时通孔位置相互对应。6.按照权利要求1所述的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：包括多个并行反应微通道芯片板，所述多个并行反应微通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉潮，周宇飞，张鹏，金楠，马海云，张保卫，冯咏梅，任万忠，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：山东,37