一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置及方法制造方法及图纸

一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，包括输液泵、气体质量流量计、背压阀、微型膜接触器和恒温水浴槽，所述恒温水浴槽的进气管上设置气体质量流量计，所述恒温水浴槽的进液管上设置输液泵，所述恒温水浴槽的内腔设有微型膜接触器，所述恒温水浴槽设有出气管和背压阀。以及提供一种高效实现离子液体吸收酸性气体的方法。本发明专利技术利用微型膜接触器透气性高、接触面积大，传质距离短的优势，提高气液传质速度，加强吸收效率，缩短吸收时间，实现离子液体对酸性气体的快速高效吸收。

【技术实现步骤摘要】
一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置及方法
本专利技术属于化工分离纯化
，尤其涉及一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置及方法。
技术介绍
近年来，煤炭、石油、天然气等化石能源的大量燃烧使得大气中酸性气体(CO2、SO2)含量急剧上升，带来了温室效应、酸雨等一系列连锁反应，给环境及社会经济造成了不可磨灭的危害。同时，这些酸性气体也是化工设备腐蚀的主要原因之一，增加了工厂运行难度及成本。因此，如何快速有效的回收这些气体显得尤为重要。离子液体作为一种新型溶剂，它是在室温下呈液态的熔融盐，由有机阳离子和无机或有机阴离子组成。与常规有机溶剂相比，它们不易燃，蒸气压极低，化学性质稳定，具有良好的导电性，而且可以调控阴阳离子以发挥不同的作用，因此离子液体在应用众多领域都有应用，尤其是它对酸性气体具有较高的溶解度，使之在酸性气体吸收处理上有更大的应用前景。离子液体吸收酸性气体通常采用间歇釜式反应器，这种方法操作简单，设备成本低，得到了广泛的应用。然而，由于离子液体粘度较大，间歇反应器传质性能较差，降低了气体吸收的速度，吸收时间长，这导致所需的离子液体用量大且增加了吸收成本，使得离子液体工业化应用进程缓慢。
技术实现思路
为了克服已有技术的不足，本专利技术提供了一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置及方法，利用微型膜接触器透气性高、接触面积大，传质距离短的优势，提高气液传质速度，加强吸收效率，缩短吸收时间，实现离子液体对酸性气体的快速高效吸收。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，包括输液泵、气体质量流量计、背压阀、微型膜接触器和恒温水浴槽，所述恒温水浴槽的进气管上设置气体质量流量计，所述恒温水浴槽的进液管上设置输液泵，所述恒温水浴槽的内腔设有微型膜接触器，所述恒温水浴槽设有出气管和背压阀。进一步，所述的微型膜接触器所用膜为中空纤维膜，直径为0.2-1mm，膜长度为1-3m，膜比表面积为3000-10000m2/m3。优选的，所述的微型膜接触器所用膜材料为TeflonAF2400和TeflonAF1600。一种高效实现离子液体吸收酸性气体的方法，包括以下步骤：(1)离子液体首先进行脱气处理，将离子液体加热至30-60℃，并通过循环水真空泵，抽真空0.5-1h进行脱气；(2)离子液体通过输液泵进入膜接触器的液体通道，酸性气体通过气体质量流量计控制进入膜接触器的气体通道，在膜接触器中气体可以迅速透过膜并溶解到离子液体中；微型膜接触器放入水浴中以控制吸收温度，气体压力通过气源的减压阀控制，液体压力通过背压阀控制；(3)系统压力稳定后，打开气体质量流量计的记录功能，在线实时记录气体流量，并观察气体质量流量计的示数是否稳定，判断是否达到吸收平衡。进一步，所述微型膜接触器的膜比表面积为3000-10000m2/m3。再进一步，所述微型膜接触器所用膜材料为TeflonAF2400和TeflonAF1600。本专利技术的吸收过程，达到饱和时间相比比传统釜式反应器的4-5h，缩短至50-600s以内。本专利技术的技术构思为：微型膜接触器具有透气性高，传质距离短和气液接触面积大等优势，加快了气体在离子液体中的传质速度，使离子液体内的气体可以很快达到饱和。通过强化气液传质过程，可以提高吸收效率，并减少离子液体的用量，节约成本。这种反应器在实验室中得到有效应用，也在进一步研究放大以拓展到工业领域。因此，基于微型膜接触器提出了一种的低成本，高效率的离子液体吸收酸性气体装置。本专利技术的有益效果主要表现在：1、透气性高，气液接触面积大，传质距离短，达到饱和时间相比比传统釜式反应器的4-5h，缩短至50-600s以内；2、液体可以快速达到饱和，减小了离子液体消耗量和能量的消耗。附图说明图1是高效实现离子液体吸收酸性气体的装置的示意图。图2是[Pmmim][Tf2N]吸收CO2的气体流量-时间曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1和图2，一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，包括输液泵1、气体质量流量计2、背压阀3、微型膜接触器4和恒温水浴槽5，所述恒温水浴槽5的进气管上设置气体质量流量计2，所述恒温水浴槽5的进液管上设置输液泵1，所述恒温水浴槽5的内腔设有微型膜接触器4，所述恒温水浴槽5设有出气管和背压阀3。进一步，所述的微型膜接触器4所用膜为中空纤维膜，直径为0.2-1mm，膜长度为1-3m，膜比表面积为3000-10000m2/m3。优选的，所述的微型膜接触器4所用膜材料为TeflonAF2400和TeflonAF1600。一种高效实现离子液体吸收酸性气体的方法，包括以下步骤：(1)离子液体首先进行脱气处理，将离子液体加热至30-60℃，并通过循环水真空泵，抽真空0.5-1h进行脱气；(2)离子液体通过输液泵1进入微型膜接触器4的液体通道，酸性气体通过气体质量流量计2控制进入微型膜接触器4的气体通道，在微型膜接触器4中气体可以迅速透过膜并溶解到离子液体中；微型膜接触器4放入水浴中以控制吸收温度，气体压力通过气源的减压阀控制，液体压力通过背压阀3控制；(3)系统压力稳定后，打开气体质量流量计2的记录功能，在线实时记录气体流量，并观察气体质量流量计2的示数是否稳定，判断是否达到吸收平衡。进一步，所述微型膜接触器4的膜比表面积为3000-10000m2/m3。再进一步，所述微型膜接触器4所用膜材料为TeflonAF2400和TeflonAF1600。实施例1:将离子液体倒入蓝盖瓶中，通过磁力加热搅拌器，将离子液体加热至60℃，并通过循环水真空泵，抽真空1h进行脱气处理。将微型膜接触器单元浸入水浴中(控制温度在40℃)，通过注射泵将脱气后的离子液体([Pmmim][Tf2N])注入膜接触器单元的液体管路中，气体提供单元通过质量流量计将CO2输入膜接触器单元的气体管路中。膜接触器单元使用的膜材料为TeflonAF-2400，内径为0.6mm，外径为0.8mm。气体压力控制在0.4MPa，液体压力控制在0.5MPa。当系统稳定后，打开气体质量流量计的记录功能，在线实时记录气体流量。观察气体质量流量计读数，当读数不再变化，关停注射泵及气体质量流量计。绘制气体流量随时间变化的曲线，如图2，发现液体在160s内即可达到饱和。实施例2:将离子液体倒入蓝盖瓶中，通过磁力加热搅拌器，将离子液体加热至30℃，并通过循环水真空泵，抽真空0.8h进行脱气处理。将微型膜接触器单元浸入水浴中(控制温度在30℃)，通过注射泵将脱气后的离子液体([Bmmim][Tf2N])注入膜接触器单元的液体管路中，气体提供单元通过质量流量计将CO2输入膜接触器单元的气体管路中。膜接触器单元使用的膜材料为TeflonAF-2400，内径为0.6mm，外径为0.8mm。气体压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，其特征在于，所述装置包括输液泵(1)、气体质量流量计(2)、背压阀(3)、微型膜接触器(4)和恒温水浴槽(5)，所述恒温水浴槽(5)的进气管上设置气体质量流量计(2)，所述恒温水浴槽(5)的进液管上设置输液泵(1)，所述恒温水浴槽(5)的内腔设有微型膜接触器(4)，所述恒温水浴槽(5)设有出气管和背压阀(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，其特征在于，所述装置包括输液泵(1)、气体质量流量计(2)、背压阀(3)、微型膜接触器(4)和恒温水浴槽(5)，所述恒温水浴槽(5)的进气管上设置气体质量流量计(2)，所述恒温水浴槽(5)的进液管上设置输液泵(1)，所述恒温水浴槽(5)的内腔设有微型膜接触器(4)，所述恒温水浴槽(5)设有出气管和背压阀(3)。


2.如权利要求1所述的高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，其特征在于，所述的微型膜接触器所用膜为中空纤维膜，直径为0.2-1mm，膜长度为1-3m，膜比表面积为3000-10000m2/m3。


3.如权利要求4所述的高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，其特征在于，所述的微型膜接触器所用膜材料为TeflonAF2400和TeflonAF1600。


4.一种如权利要求所述的高效实现离子液体吸收酸性气体的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小婷，李蓝，王祁宁，艾宁，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33