二氧化碳捕集转化一体化的装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型属于化学工程技术领域涉及到从天然气、合成气及烟道气中吸收捕集并转化CO2的一种新的装置。
【背景技术】
[0002]二氧化碳是地球上最主要的温室气体，减少二氧化碳的排放是当今各国政府及科学界的重大战略课题。而同时二氧化碳也是分布最广、储量最丰富的碳资源，这就意味着人类在尽可能减少二氧化碳排放的同时，可以将其作为碳资源转化成能源、材料和化工产品等。由此可见，无论从资源利用还是从环境保护的角度考虑，有关二氧化碳固定和化学转化的研宄与开发都具有重要意义。每年因人类活动而排放的二氧化碳大约为5.5Gt，而每年在工业上能被利用并转化成化学品的二氧化碳却只有llOMt，因此二氧化碳的综合利用引起了广泛的关注。实现二氧化碳资源化利用的方法很多，主要包括催化活化、电/光化学还原以及藻类吸收等。不过就目前的技术可行性角度考虑，其化学转化和利用是最为便捷和最具工业化潜力的途径。有机碳酸酯、脲、噁唑啉酮和喹唑啉二酮类化合物是重要的有机合成中间体并广泛存在于药物的功能结构中，因而成为二氧化碳化学转化研宄的首要目标。另一方面，环境友好的离子液体由于不易挥发、热稳定性高、回收便捷以及具有良好的Lewis酸碱性质被广泛用于二氧化碳的合成化学中。
[0003]近十几年来，对于0)2与环氧化物的环加成反应人们已经研发出大量的均相和多相催化剂。常见的均相催化剂有碱金属盐，有机磷化合物，有机碱，有机金属化合物等。均相催化剂催化活性较高，但是需要通过减压蒸馏的方式进行产物与催化剂的分离，该操作所需成本较高。常见的多相催化剂有聚合物纳米颗粒，金属氧化物，分子筛，负载型催化剂等。多相催化剂可以通过过滤操作即可实现与产物的分离，操作方法简单，但是相对于均相催化剂来说，其活性较低，稳定性和/或重复使用性能较差，这些缺点限制了该类催化剂的应用。离子液体由于其不挥发，不易燃，循环使用性能好等性质吸引了人们的极大关注。与传统离子液体相比，官能化离子液体则表现出一些独特的性质，如:极性可调，粘度较低，对无机盐有较高的溶解性，可固载性等。更重要的是，在CO2与环氧化物的环加成制备环状碳酸酯的反应中，官能化离子液体显示出比传统离子液体更高的催化活性。为了得到稳定的可重复使用的多相催化剂，人们常常将离子液体固载于Si02，介孔材料以及聚合物等载体上。
【实用新型内容】
[0004]根据【背景技术】所述，本实用新型的目的在于提供一种用于从包含0)2的混合气体中捕集和转化0)2的装置。
[0005]一种二氧化碳捕集转化一体化装置，包括:用于二氧化碳气体吸收的吸收装置
(1)，所述的吸收装置(I)为鼓泡塔，在所述吸收装置(I)的外部，有四个物料出入口，分别为混合气体入口、富液出口、吸收剂入口、出去二氧化碳的混合气体出口 ；所述富液出口连接着解吸装置(2)，所述的解吸装置(2)为喷淋塔，在解吸装置(2)的外部，也有四个物料出入口，分别为富液入口，吸收剂出口、CO2气体出口、CO 2与环氧化物气体入口 ；所述CO 2气体出口连接着反应装置(3 )，所述反应装置(3 )为填料塔，在反应装置(3 )的外部，也有三个物料出入口，分别为CO2气体入口、产物出口、反应物残余出口 ；各装置间物料的动力输送装置是由泵提供。
[0006]所述吸收装置(I)为鼓泡塔，但不限于鼓泡塔，也可以是其它用于气体吸收的装置。所述吸收装置为塔状结构，有四个物料出入口，分别为混合气体入口、富液出口、吸收剂入口、除去二氧化碳的混合气体出口，其中，混合入口和富液出口在装置下部，吸收剂入口和除去二氧化碳的混合气体出口在装置上部。所述吸收装置下部安装有气体分布器，以利于混合气体分散，更有助于气体吸收。
[0007]所述解吸装置(2)为喷淋塔，但不限于喷淋塔，也可以是其它用于气体解吸的装置。所述的解吸装置为喷淋塔，在解吸装置的外部，也有四个物料出入口，分别为富液入口，吸收剂出口、CO2气体出口、CO 2与环氧化物气体入口，其中富液入口和CO 2气体出口在装置上部，吸收剂出口和CO2与环氧化物气体入口在装置下部。所述解吸装置上部装有液体分布器，下部装有气体分布器，以利于气体和液体的充分分散，增大气液接触面积，利于解吸操作。所述反应装置为填料塔，但不限于填料塔，也可以是其它用于气液反应的装置。
[0008]所述反应装置(3)为填料塔，所述反应装置为填料塔，在反应装置的外部，也有三个物料出入口，分别为CO2气体入口、产物出口、反应物残余出口，其中CO 2气体入口和产物出口在装置的下部，反应物残余出口在装置上部。在装置的下部装有气体分布器，使气体分散，气固接触充分，利于反应。各装置之间的动力输送设备由泵提供。
[0009]本装置处理的混合气体为天然气、合成气及烟道气。
[0010]由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点和有益效果:
[0011]二氧化碳是地球上最主要的温室气体，减少二氧化碳的排放是当今各国政府及科学界的重大战略课题。而同时二氧化碳也是分布最广、储量最丰富的碳资源，这就意味着人类在尽可能减少二氧化碳排放的同时，可以将其作为碳资源转化成能源、材料和化工产品等。由此可见，无论从资源利用还是从环境保护的角度考虑，有关二氧化碳固定和化学转化的研宄与开发都具有重要意义。本实用新型在进行二氧化碳捕集，减少二氧化碳排放的同时，利用离子液体作为催化剂，使二氧化碳进行化学反应，转化为高附加值的化工产品，具有很大的可能性和现实意义。其中，吸收装置的选取上，采用鼓泡塔的形式，气相高度分散在液相中，因此有大量的持液量和相际接触面积，使传质和传热的效率较高，同时结构简单，操作稳定，投资和维修费用低；解吸装置的选取上，采用喷淋塔的形式，液相高度分散在气相中，加大接触面积，传质和传热效率高，结构简单，易于操作；反应装置的选取上，采用填料塔的形式，将固体催化剂填充在塔内，既有利于气液接触，又有利于反应后的气液分离，使催化剂能够循环重复使用；在管路设计方面，采用物料换热的形式，对热量进行充分利用，既节约了能源，又降低了成本。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的二氧化碳捕集转化一体化装置的示意图。
【具体实施方式】
[0013]由图1示出二氧化碳捕集转化一体化装置，包括:用于二氧化碳气体吸收的吸收装置1，所述的吸收装置I为鼓泡塔，在所述吸收装置I的外部，有四个物料出入口，分别为混合气体入口、富液出口、吸收剂入口、出去二氧化碳的混合气体出口 ；所述富液出口连接着解吸装置2，所述的解吸装置2为喷淋塔，在解吸装置2的外部，也有四个物料出入口，分别为富液入口，吸收剂出口、C02气体出口、C02与环氧化物气体入口 ；所述CO2气体出口连接着反应装置3，所述反应装置3为填料塔，在反应装置3的外部，也有三个物料出入口，分别为0)2气体入口、产物出口、反应物残余出口 ；各装置间物料的动力输送装置是由泵提供。
[0014]本装置处理的混合气体为天然气、合成气及烟道气。所述吸收装置为鼓泡塔，但不限于鼓泡塔，也可以是其它用于气体吸收的装置。
[0015]所述吸收装置I为塔状结构，有四个物料出入口，分别为