[发明专利]一种强化CO2吸收的分形微通道反应器系统和方法

权利要求书

1.一种强化CO₂吸收的分形微通道反应器系统，其特征在于：所述分形微通道反应器系统由上盖板、下盖板，以及于上盖板、下盖板之间的一个或二个以上混合吸收单元、一个或二个以上换热单元层层叠加组成，混合吸收单元与换热单元交替叠加，匹配组合；每个混合吸收单元包括依次叠加的一个含CO₂的气体物料分形微通道分布板或一个吸收液分形微通道分布板、一个吸收液分形微通道分布板或一个含CO₂的气体物料分形微通道分布板、和一个分形微通道集流板；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。

2.按照权利要求1所述的微通道反应器系统，其特征在于：所述含CO₂的气体物料分形微通道分布板上的分形微通道是指分布板的一侧表面上设有分形微通道，分形微通道是指从物料入口至物料出口的通道数按2ⁿ次幂呈几何级数逐级增加，n≥1的正整数，每一通道在下一级都分布有两个相同的分形分支通道，除最末级通道外，上一级的一个通道与下一级的二个通道间呈“T”字形结构；最末级分形结构为：倒数第二级分支通道的末端向垂直于此分支通道轴向的一侧延伸，且于延伸通道末端处设有一贯穿分布板板体的端孔，在此延伸通道末端端孔的、相对于分支通道轴线对应一侧设有一贯穿分布板板体的通孔。

3.按照权利要求2所述的微通道反应器系统，其特征在于：所述吸收液分形微通道分布板上的分形微通道是指分布板的一侧表面上设有分形微通道，分形微通道是指从物料入口至物料出口的通道数按2ⁿ次幂呈几何级数逐级增加，n≥1的正整数，每一通道在下一级都分布有两个相同的分形分支通道，除最末级通道外，上一级的一个通道与下一级的二个通道间呈“T”字形结构；最末级分形结构为：倒数第二级分支通道的末端向垂直于此分支通道轴向的一侧延伸，且于延伸通道末端处设有一贯穿分布板板体的端孔，在此延伸通道末端端孔的、相对于分支通道轴线对应一侧设有一贯穿分布板板体的通孔；

此延伸通道与含CO₂的气体物料分形微通道分布板上对应的最末级分形结构的延伸通道方向相反，以倒数第二级分支通道呈左右对称结构；此端孔与含CO₂的气体物料分形微通道分布板上对应的最末级分形结构的通孔相对应；此通孔与含CO₂的气体物料分形微通道分布板上对应的最末级分形结构的延伸通道末端端孔相对应。

4.按照权利要求3所述的微通道反应器系统，其特征在于：所述分形微通道集流板上的分形微通道是指分布板的一侧表面上设有分形微通道，分形微通道是指从物料出口至物料入口的通道数按2ⁿ次幂呈几何级数逐级增加，n≥1的正整数，每一通道在下一级都分布有两个相同的分形分支通道，上一级的一个通道与下一级的二个通道间呈“T”字形结构；

最末一级分支通道的末端与含CO₂的气体物料分形微通道分布板或吸收液分形微通道分布板上最末级分形结构的端孔及通孔相对应。

5.按照权利要求1、2、3或4所述的微通道反应器系统，其特征在于：除最末级通道外，所述分形微通道分布板和分形微通道集流板上的分形微通道结构相同，且叠加时位置相互对应；

所述分形微通道分布板、分形微通道集流板和微通道换热器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、2、3或4所述的微通道反应器系统，其特征在于：所述分形微通道分布板及集流板的尺寸，表述如下：最末一级的通孔及端孔当量直径为500~5000 μm；最末一级微通道的宽度为50~1000 μm、深度为50~1000 μm、长度为1000~5000 μm；同一级两分支通道间的分叉角度为0~180^o；每一级分形微通道长度与其下一级分形微通道长度之比为1.0~1.5；每一级分形微通道深度与其下一级分形微通道深度相等；每一级分形微通道宽度与其下一级分形微通道宽度之比为1.0~2.5。