[發明專利]一種高效實現離子液體吸收酸性氣體的裝置及方法

在審

• 申請號: 202011385198.1
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112843990A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 黃小婷;李藍;王祁寧;艾寧
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;B01D53/14;B01F13/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種高效實現離子液體吸收酸性氣體的裝置，包括輸液泵、氣體質量流量計、背壓閥、微型膜接觸器和恒溫水浴槽，所述恒溫水浴槽的進氣管上設置氣體質量流量計，所述恒溫水浴槽的進液管上設置輸液泵，所述恒溫水浴槽的內腔設有微型膜接觸器，所述恒溫水浴槽設有出氣管和背壓閥。以及提供一種高效實現離子液體吸收酸性氣體的方法。本發明利用微型膜接觸器透氣性高、接觸面積大，傳質距離短的優勢，提高氣液傳質速度，加強吸收效率，縮短吸收時間，實現離子液體對酸性氣體的快速高效吸收。

技術領域

本發明屬于化工分離純化技術領域，尤其涉及一種高效實現離子液體吸收酸性氣體的裝置及方法。

背景技術

近年來，煤炭、石油、天然氣等化石能源的大量燃燒使得大氣中酸性氣體(CO₂、SO₂)含量急劇上升，帶來了溫室效應、酸雨等一系列連鎖反應，給環境及社會經濟造成了不可磨滅的危害。同時，這些酸性氣體也是化工設備腐蝕的主要原因之一，增加了工廠運行難度及成本。因此，如何快速有效的回收這些氣體顯得尤為重要。

離子液體作為一種新型溶劑，它是在室溫下呈液態的熔融鹽，由有機陽離子和無機或有機陰離子組成。與常規有機溶劑相比，它們不易燃，蒸氣壓極低，化學性質穩定，具有良好的導電性，而且可以調控陰陽離子以發揮不同的作用，因此離子液體在應用眾多領域都有應用，尤其是它對酸性氣體具有較高的溶解度，使之在酸性氣體吸收處理上有更大的應用前景。

離子液體吸收酸性氣體通常采用間歇釜式反應器，這種方法操作簡單，設備成本低，得到了廣泛的應用。然而，由于離子液體粘度較大，間歇反應器傳質性能較差，降低了氣體吸收的速度，吸收時間長，這導致所需的離子液體用量大且增加了吸收成本，使得離子液體工業化應用進程緩慢。

發明內容

為了克服已有技術的不足，本發明提供了一種高效實現離子液體吸收酸性氣體的裝置及方法，利用微型膜接觸器透氣性高、接觸面積大，傳質距離短的優勢，提高氣液傳質速度，加強吸收效率，縮短吸收時間，實現離子液體對酸性氣體的快速高效吸收。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種高效實現離子液體吸收酸性氣體的裝置，包括輸液泵、氣體質量流量計、背壓閥、微型膜接觸器和恒溫水浴槽，所述恒溫水浴槽的進氣管上設置氣體質量流量計，所述恒溫水浴槽的進液管上設置輸液泵，所述恒溫水浴槽的內腔設有微型膜接觸器，所述恒溫水浴槽設有出氣管和背壓閥。

進一步，所述的微型膜接觸器所用膜為中空纖維膜，直徑為0.2-1mm，膜長度為1-3m，膜比表面積為3000-10000m²/m³。

優選的，所述的微型膜接觸器所用膜材料為Teflon AF2400和Teflon AF1600。

一種高效實現離子液體吸收酸性氣體的方法，包括以下步驟：

(1)離子液體首先進行脫氣處理，將離子液體加熱至30-60℃，并通過循環水真空泵，抽真空0.5-1h進行脫氣；

(2)離子液體通過輸液泵進入膜接觸器的液體通道，酸性氣體通過氣體質量流量計控制進入膜接觸器的氣體通道，在膜接觸器中氣體可以迅速透過膜并溶解到離子液體中；微型膜接觸器放入水浴中以控制吸收溫度，氣體壓力通過氣源的減壓閥控制，液體壓力通過背壓閥控制；

(3)系統壓力穩定后，打開氣體質量流量計的記錄功能，在線實時記錄氣體流量，并觀察氣體質量流量計的示數是否穩定，判斷是否達到吸收平衡。

進一步，所述微型膜接觸器的膜比表面積為3000-10000m²/m³。

再進一步，所述微型膜接觸器所用膜材料為Teflon AF2400和Teflon AF1600。