【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微通道反应器，具体涉及一种利用膜吸收强化微通道反应器气液两相传质的co2捕集装置。
技术介绍
1、目前，全球的能量供应依赖于化石燃料的燃烧。然而，由此引起的“温室效应”不断加剧，导致全球变暖、极端气候频发等环境问题愈演愈烈。研究如何控制温室气体的排放，以及集中分离捕集、储存，乃至利用这些温室气体，成为科学界关注的热点问题。作为最主要的温室气体，co2的捕集储存(ccs)和捕集利用(cuu)技术在很大程度上决定了能否在全球范围内有效控制温室气体的排放总量，进而改善环境质量。因此，碳捕集技术具有重大的现实意义和紧迫性。
2、如何通过碳捕集和储存(ccs)或碳捕集和利用(cuu)技术，减少煤、石油和天然气等化石燃料燃烧后产生的co2排放，科学界认为可以通过从混合气体(如电厂烟气)中分离co2来减少co2的排放。以电厂为例，根据co2在捕集过程中的被捕集位置和燃烧过程先后顺序的不同，可以把co2捕集技术分为燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集。其中，燃烧后捕集技术是对燃料燃烧后产生的烟气进行co2的分离回收，在分离co2需要先将烟气通入旋风分离器除尘，然后通过喷淋石灰水对烟气脱硫脱硝，最后使用捕集材料对co2进行捕集。根据分离方法的不同，燃烧后捕集co2主要可分为：吸收法、固体吸附法、膜分离法和低温相分离法等。
3、吸收法可分为以溶解为机理的物理吸收和以酸碱中和为机理的化学吸收。物理吸收是指基于加压条件下各组分在吸收剂中的溶解度不同来对目标组分进行吸收和分离的方法，该过程中并不会发生化学反应，通过降压便
4、在co2捕集技术研究中，实验室常见的装置包括微通道反应器、微降膜反应器、微网格反应器，但是现有的用于co2捕集的微通道反应器其co2捕集效率距离工业应用还有一定距离，需要进一步提升传质效率以适应工业生产应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种利用膜吸收强化微通道反应器气液两相传质的co2捕集装置。
2、本专利技术为了实现其目的，采用的技术方案是：
3、一种利用膜吸收强化微通道反应器气液两相传质的co2捕集装置，包括从上往下依次设置的co2供气室、过气板、疏水透气膜和微通道板；
4、所述co2供气室包括气体容纳腔室，所述气体容纳腔室的顶部封闭、底部开放，沿着气体容纳腔室的底端周向设置有翻折边，气体容纳腔室上设置有进气口和出气口；
5、所述过气板上设置有多个相互平行的镂空槽道供气体通过；
6、所述疏水透气膜的材质为疏水材质，且可供co2气体渗透通过，维持微通道内流道的流动特征；
7、所述微通道板的头端和尾端分别设置有头端凹槽和尾端凹槽，所述头端凹槽和尾端凹槽之间设置有多个平行的微流道，所述微流道的两端分别连接头端凹槽和尾端凹槽，头端凹槽和尾端凹槽的中间分别设置有向下垂直延伸的头端垂直通道和尾端垂直通道；微通道板的内部设置有水平延伸的头端内部通道、侧面内部通道和尾端内部通道，微通道板的头端一侧的侧壁上开设有头端进口；所述头端内部通道的一端连接所述头端进口，另一端则与所述头端垂直通道的底端连接；微通道板的尾端一侧的侧壁上开设有尾端出口，所述尾端内部通道的一端连接所述尾端出口，另一端则与所述尾端垂直通道的底端连接；微流道靠近头端处设置有向下垂直延伸的中部垂直通道，微通道板两侧一侧的侧壁上开设有侧面进口，所述侧面内部通道的一端连接所述侧面进口，另一端则与所述中部垂直通道的底端连接，多个中部垂直通道与侧面内部通道并联；
8、过气板上的镂空槽道的位置、形状和尺寸与微通道板上的微流道匹配，每个镂空槽道对应一个微流道，使得co2供气室中的co2气体通过镂空槽道到达疏水透气膜，再渗透通过疏水透气膜进入微流道中，与微流道中的液相反应物反应。
9、优选地，所述的co2捕集装置还包括膜框，所述膜框位于所述疏水透气膜的正下方，用于支撑疏水透气膜；所述微通道板上设置有用于放置膜框的膜框槽。
10、优选地，所述的co2捕集装置还包括密封圈，所述微通道板上设置有用于放置密封圈的密封圈槽。
11、优选地，所述co2捕集装置通过螺孔螺栓组装成型。
12、优选地，所述co2供气室的翻折边、过气板和微通道板的四周设置有多个螺孔。
13、优选地，所述疏水透气膜的材质采用聚四氟乙烯。
14、优选地，所述co2捕集装置为长方体形。
15、优选地，所述头端进口用于通入液相反应物，所述侧面进口用于通入含co2组分气。
16、优选地，所述微流道、头端凹槽和尾端凹槽刻在微通道板的上表面上。
17、本专利技术的有益效果是：本专利技术将微通道反应器与膜接触器吸收法结合起来，利用疏水透气膜作为平行排列的微流道内气液两相流与供气室内额外气体组分的物理屏障，气相通过疏水透气膜扩散至液相，使气-液两相接触发生化学吸收而又不相互掺混，通过扩散-化学吸收的方法实现气体和液体间的传质，可以有效的解决分散式气-液接触过程中出现的问题；一根微流道作为一个反应场所，在传统微通道反应器的基础上，引入额外的co2组分气体作为气相反应物，增加了气液两相接触面积，可以有效强化传质，提高反应器的性能，可实现长时间稳定运行。
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1.一种利用膜吸收强化微通道反应器气液两相传质的CO2捕集装置，其特征在于：包括从上往下依次设置的CO2供气室(1)、过气板(2)、疏水透气膜(3)和微通道板(4)；
2.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于：还包括膜框(5)，所述膜框(5)位于所述疏水透气膜(3)的正下方，用于支撑疏水透气膜(3)；所述微通道板(4)上设置有用于放置膜框(5)的膜框槽(413)。
3.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于：还包括密封圈(6)，所述微通道板(4)上设置有用于放置密封圈(6)的密封圈槽(414)。
4.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于：所述CO2捕集装置通过螺孔螺栓组装成型。
5.根据权利要求4所述的CO2捕集装置，其特征在于：所述CO2供气室(1)的翻折边(12)、过气板(2)和微通道板(4)的四周设置有多个螺孔。
6.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于：所述疏水透气膜(3)的材质采用聚四氟乙烯。
7.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于：所述CO2捕集装
8.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于：所述头端进口(49)用于通入液相反应物，所述侧面进口(412)用于通入含CO2组分气。
9.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于：所述微流道(43)、头端凹槽(41)和尾端凹槽(42)刻在微通道板(4)的上表面上。
...【技术特征摘要】
1.一种利用膜吸收强化微通道反应器气液两相传质的co2捕集装置，其特征在于：包括从上往下依次设置的co2供气室(1)、过气板(2)、疏水透气膜(3)和微通道板(4)；
2.根据权利要求1所述的co2捕集装置，其特征在于：还包括膜框(5)，所述膜框(5)位于所述疏水透气膜(3)的正下方，用于支撑疏水透气膜(3)；所述微通道板(4)上设置有用于放置膜框(5)的膜框槽(413)。
3.根据权利要求1所述的co2捕集装置，其特征在于：还包括密封圈(6)，所述微通道板(4)上设置有用于放置密封圈(6)的密封圈槽(414)。
4.根据权利要求1所述的co2捕集装置，其特征在于：所述co2捕集装置通过螺孔螺栓组装成型。
...【专利技术属性】
技术研发人员：何嘉诚，吕英豪，伍思敏，陈颖，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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