[发明专利]一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置及方法

说明书

一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，包括输液泵、气体质量流量计、背压阀、微型膜接触器和恒温水浴槽，所述恒温水浴槽的进气管上设置气体质量流量计，所述恒温水浴槽的进液管上设置输液泵，所述恒温水浴槽的内腔设有微型膜接触器，所述恒温水浴槽设有出气管和背压阀。以及提供一种高效实现离子液体吸收酸性气体的方法。本发明利用微型膜接触器透气性高、接触面积大，传质距离短的优势，提高气液传质速度，加强吸收效率，缩短吸收时间，实现离子液体对酸性气体的快速高效吸收。

技术领域

本发明属于化工分离纯化技术领域，尤其涉及一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置及方法。

背景技术

近年来，煤炭、石油、天然气等化石能源的大量燃烧使得大气中酸性气体(CO₂、SO₂)含量急剧上升，带来了温室效应、酸雨等一系列连锁反应，给环境及社会经济造成了不可磨灭的危害。同时，这些酸性气体也是化工设备腐蚀的主要原因之一，增加了工厂运行难度及成本。因此，如何快速有效的回收这些气体显得尤为重要。

离子液体作为一种新型溶剂，它是在室温下呈液态的熔融盐，由有机阳离子和无机或有机阴离子组成。与常规有机溶剂相比，它们不易燃，蒸气压极低，化学性质稳定，具有良好的导电性，而且可以调控阴阳离子以发挥不同的作用，因此离子液体在应用众多领域都有应用，尤其是它对酸性气体具有较高的溶解度，使之在酸性气体吸收处理上有更大的应用前景。

离子液体吸收酸性气体通常采用间歇釜式反应器，这种方法操作简单，设备成本低，得到了广泛的应用。然而，由于离子液体粘度较大，间歇反应器传质性能较差，降低了气体吸收的速度，吸收时间长，这导致所需的离子液体用量大且增加了吸收成本，使得离子液体工业化应用进程缓慢。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置及方法，利用微型膜接触器透气性高、接触面积大，传质距离短的优势，提高气液传质速度，加强吸收效率，缩短吸收时间，实现离子液体对酸性气体的快速高效吸收。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效实现离子液体吸收酸性气体的装置，包括输液泵、气体质量流量计、背压阀、微型膜接触器和恒温水浴槽，所述恒温水浴槽的进气管上设置气体质量流量计，所述恒温水浴槽的进液管上设置输液泵，所述恒温水浴槽的内腔设有微型膜接触器，所述恒温水浴槽设有出气管和背压阀。

进一步，所述的微型膜接触器所用膜为中空纤维膜，直径为0.2-1mm，膜长度为1-3m，膜比表面积为3000-10000m²/m³。

优选的，所述的微型膜接触器所用膜材料为Teflon AF2400和Teflon AF1600。

一种高效实现离子液体吸收酸性气体的方法，包括以下步骤：

(1)离子液体首先进行脱气处理，将离子液体加热至30-60℃，并通过循环水真空泵，抽真空0.5-1h进行脱气；

(2)离子液体通过输液泵进入膜接触器的液体通道，酸性气体通过气体质量流量计控制进入膜接触器的气体通道，在膜接触器中气体可以迅速透过膜并溶解到离子液体中；微型膜接触器放入水浴中以控制吸收温度，气体压力通过气源的减压阀控制，液体压力通过背压阀控制；

(3)系统压力稳定后，打开气体质量流量计的记录功能，在线实时记录气体流量，并观察气体质量流量计的示数是否稳定，判断是否达到吸收平衡。

进一步，所述微型膜接触器的膜比表面积为3000-10000m²/m³。

再进一步，所述微型膜接触器所用膜材料为Teflon AF2400和Teflon AF1600。