[发明专利]耦合微细碳酸钙合成的含离子液体乳化液膜强化二氧化碳吸收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用含有离子液体的乳化液膜体系强化二氧化碳吸收耦合微细碳酸钙合成的方法。

背景技术

近些年来，二氧化碳引起的气候变暖已经受到越来越多的关注，这种温室效应将严重影响人类的生存环境与生态环境。随着人们对全球变暖和资源短缺的问题重视程度的提高，二氧化碳的捕集与资源利用已经成为21世纪学术界和工业界共同关注的焦点。从总体上看，目前我国二氧化碳排放量已位居世界第一位，所以二氧化碳的减排和捕集也是我国首要解决的环境问题之一。

二氧化碳一方面是引起全球气候变暖的温室气体，另一方面，二氧化碳作为地球上最丰富的碳资源，用途极广。为了解决上述问题并且考虑到二氧化碳在工业生产和生活中的积极作用，世界各国，尤其是发达国家投以巨资，集中人力通过各种方法来固定二氧化碳。捕集和固载二氧化碳已成为一个紧迫的任务。

目前国际上二氧化碳的分离捕集技术主要包括吸收法，吸附法，低温分离法，膜分离法和生物分离法，其中以吸收法最为成熟。吸收法又分为化学吸收和物理吸收两种，化学吸收是目前对低二氧化碳分压混合气脱碳的有效分离方式。尽管化学吸收法吸收速率相对较高，但其设备腐蚀性强、再生能耗低。如今，燃烧前降碳策略得到了业界的高度重视，燃烧前降碳过程总体降低了二氧化碳的生成，而且含有的二氧化碳的混合气中，二氧化碳所占的分压高，适宜采用物理吸收方法捕集二氧化碳。物理吸收方法可以克服化学吸收方法所带来的设备腐蚀问题和溶剂回收能耗大的问题。然而物理吸收方法依然存在吸收速率低的问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种耦合微细碳酸钙合成的含离子液体乳化液膜强化二氧化碳吸收方法，其目的是解决以往的二氧化碳的处理方式效果不理想的问题。

技术方案:

一种耦合微细碳酸钙合成的含离子液体乳化液膜强化二氧化碳吸收方法，其特征在于：该方法是制备出平均粒径为35-43微米的含有离子液体的油包水包水乳化液膜分散体系，并将该体系作为吸收剂吸收二氧化碳并耦合生成微细碳酸钙颗粒，具体做法为：从气瓶释放出的二氧化碳气体经总阀，减压阀，通过稳压阀稳压后，进入设在恒温水浴内的缓冲罐，将缓冲罐中的气体经调节阀通入到同样在恒温水浴内的吸收器中，同时打开加料口加进含有离子液体的油包水乳化液膜分散体系，离子液体的油包水乳化液膜分散体系进料后整个系统处于密封状态，开启搅拌器，通过转速控制仪调节搅拌转数，控制在100-300转/分钟，观察记录U形管压差计的示数变化，当达到压力差稳定不变后吸收平衡，吸收过程结束，乳化液膜经过解吸和破乳后得到碳酸钙微细颗粒。

含有离子液体的油包水包水乳化液膜分散体系加进吸收器之前，应先对恒温水浴预热到25℃，然后通过真空泵将吸收器抽成真空。

制备的含有离子液体的油包水包水乳化液膜在吸收器中吸收二氧化碳，气体进入吸收塔，吸收压力0.1兆帕，吸收温度小于30摄氏度。

含有离子液体的油包水包水乳化液膜分散体系的具体制备步骤如下：

首先制备含有离子液体的油包水乳液，在含有0.1%质量百分比的表面活性剂的煤油中加入体积分率为5～10%的、溶解度大于连续相的离子液体，采用高速剪切制乳，在搅拌转速为5000～18000转/分钟下同时逐渐加入饱和氢氧化钙溶液，搅拌10～15分钟后制成所需的含有离子液体的油包水型乳化液分散体系，油相和碱溶液的体积比，即油水比为2～3:1；第二步制备油包水包水乳化液膜，在含有0.15%表面活性剂的去离子水中，在搅拌转速为200转/分钟的条件下，逐滴加入第一步制备的油包水乳液，加入的油包水乳液体积与去离子水体积的比例，即乳水比为1:4-3:8，乳液滴完后再搅拌5分钟，即制备出平均粒径为35～43微米的含有离子液体的油包水乳化液膜分散体系。

溶解度大于连续相的离子液体为1-甲基-3甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸或1-辛基-3甲基咪唑六氟磷酸，其在油相煤油中的体积百分率为5-10%。

含有离子液体乳化液膜分散体系强化吸收二氧化碳的同时，以内水相液滴为软模板生成碳酸钙微细颗粒，平均粒径范围在400纳米至2500纳米之间。

优点效果:

本发明提供一种耦合微细碳酸钙合成的含离子液体乳化液膜强化二氧化碳吸收方法，强化传质技术是克服现有问题的有效手段。强化气-液传质是化工过程强化的重要分支，在该领域中，采用分散相粒子强化传质是研究的热点。