[发明专利]一种强化CO2

权利要求书

1.一种强化CO₂吸收的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：

所述单板多通道并行微反应器系统包括：上盖板、下底板，至少一个混合吸收单元和至少一个换热单元；每个混合吸收单元为一块多通道并行微反应器板，板的一侧分别有吸收液分布通道、含CO₂的气体物料分布微通道和多个并行反应微通道组成，且吸收液分布微通道、含CO₂的气体物料分布微通道及并行反应微通道在板的同一侧；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；混合吸收单元和换热单元在上盖板、下底板之间交替叠加，匹配组合；吸收液分布微通道和含CO₂的气体物料分布微通道是指从物料入口至并行反应微通道的通道数按2ⁿ次幂呈几何级数逐级增加，每一通道在下一级都分布有两个相同的分支通道，第一级通道从物料进口处分成夹角90°α180°且均分对称的二个通道；第二级通道分成夹角为90°β180°且均分对称的二个通道；第三级通道分成夹角为0°γ180°且均分对称的二个通道，并且下一级的每两个通道与上一级通道呈对称结构；整个单板多通道微反应器系统呈轴对称结构；

并且，所述并行反应微通道是指吸收液分布微通道和含CO₂气体物料分布微通道的最末一级与反应微通道呈一定角度δ连接，互相并行的多个微通道，每个并行反应微通道呈“S”型或“M”型，使得反应的停留时间更长，反应进行的更迅速；并行反应微通道形状、长度等尺寸可根据反应的停留时间的不同，进行更细致的设计；

并且，所述换热单元是指能将CO₂混合气和吸收液混合、吸收过程中产生的热及时的移出的多通道换热板，该换热板与微通道反应器交替叠加，匹配组合；所述多通道并行 微反应器板和多通道微换热器板上共有八个贯穿板体的通孔，包括两个物料进口通孔、两个换热介质进出口通孔以及四个物料出口通孔；其中，每个物料出口与两个并行反应微通道的末端相连；微反应器板叠加时通孔位置相互对应。

2.按照权利要求1所述的单板多通道并行微反应器系统，其特征在于：所述分布微通道的尺寸包括气体分布微通道尺寸和吸收液分布微通道尺寸：

气体分布微通道：最末一级微通道的宽度为50~2000μm，长度为1000~10000μm，深度为50~800μm；每一级微通道宽度与其下一级微通道宽度之比为1.0~2.5，每一级微通道长度与其下一级微通道长度之比为3.0~4.0；每一级微通道深度与其下一级微通道深度相同；

吸收液分布微通道：最末一级微通道的宽度为50~2000μm；长度为1000~10000μm，深度为50~800μm；每一级微通道宽度与其下一级微通道宽度之比为1.0~2.5；每一级微通道长度与其下一级微通道长度之比为1.0~2.0；每一级微通道深度与其下一级微通道深度相同；

所述并行反应微通道的宽度为50~2000μm；长度为5~50mm；深度为50~800μm；

所述多通道微反应器板和多通道换热器板上的八个通孔的直径为50~6250μm。

3.一种权利要求1-2任一项所述的单板多通道并行微反应器系统用于强化吸收CO₂的方法，其特征在于：所述混合吸收过程是指含CO₂的混合气物料和吸收液物料分别进入微反应器板正面的分布微通道内均匀分布后，两股物料在并行微通道入口处接触，并在并行微通道内完成混合、吸收的过程，然后该混合物料通过贯穿整个反应器的通孔，从下盖板流出；所述混合吸收过程的含CO₂的混合气物料和吸收液物料在单板多通道并行微反应器系统中的停留时间为0.01~1.5秒、混合吸收系统压力为1.0~1.6MPa、混合吸收温度为20~60℃。

4.按照权利要求3所述的强化吸收CO₂的方法，其特征在于：- 混合吸收过程的含CO₂的混合气物料除含CO₂外还含有CH₄、CO、HCl、H₂、O₂、NO_X、SO_X、低碳烷烃和低碳烯烃气体中的一种或多种；所述吸收液物料为有机胺类或复合组成或添加活化剂的有机胺类，或是离子液体吸收剂及其复合组成，亦或是有机胺与离子液体的复合组成，或氨水溶液。