一种用对苯二酚膜分离烟气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用对苯二酚膜分离烟气的装置和方法。所述装置包括气瓶、减压阀、第一截止阀、压力表、对苯二酚膜反应器、样品支架、第二截止阀、气相色谱仪、温度显示器、第三截止阀、储气袋、陶瓷管、加热套。本实用新型专利技术采用对苯二酚膜分离烟气，操作压力较低，分离效果好，分离后的CO2浓度可到99%以上，而且将对苯二酚涂覆在陶瓷管内表面从而可以循环利用对苯二酚，无需重新填装，简化了操作过程。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及笼型物物性研究方法及实验装置，具体涉及一种用对苯二酚膜分离烟气的装置。
技术介绍
笼型物是一种包合物，一般由两种分子组成，在空间结构上一种分子包络于另一种分子。分子组成上，形成包裹骨架的分子称为主体分子，而被包络的分子称为客体分子。根据主-客体分子的几何分布可以将包合物分为三个类型：层型，笼型以及通道型。笼型物根据主体分子的种类可以细分为水溶液笼型物与无水笼型物。由水分子构成笼型骨架的通常称为气体水合物或笼型水合物。当笼型骨架不是由水分子构成如酚类笼型物，则属于无水笼型物。对苯二酚（HQ）与气体分子在一定的条件下能形成的对苯二酚笼形物属于无水笼型物。在一定条件下对苯二酚与烟气反应形成对苯二酚笼形物时，会对二元气体混合物（CO2/N2）产生选择性吸收，其中CO2分子比N2分子更容易捕获到HQ笼型物框架中。对苯二酚与CO2分子形成对苯二酚笼形物所需要的条件较为温和，且对苯二酚笼型物通过动力学的扩孔过程使得CO2储存在该笼型物的笼子中，使得对苯二酚在可逆地吸附和储存CO2的方面有着广阔的应用前景。本技术设计了一套用于研究对苯二酚膜分离烟气的装置以及与之对应的分离烟气的方法。
技术实现思路
本技术提供了一种用对苯二酚膜分离烟气的装置。本技术通过以下技术方案来实现：一种用对苯二酚膜分离烟气的方法，向反应器内装进两根相同长度的已涂有对苯二酚膜的陶瓷管，先对反应器通入烟气进行排空，然后通过调节减压阀向反应器充入烟气，并使用加热套对反应器进行加热至对苯二酚的升华温度，保持反应器温度在对苯二酚的升华温度下进行反应6~12h，然后停止加热，待反应器冷却到室温后用储气袋收集完全反应后气体，得到分离后的烟气；接着再次加热反应器进行解析，最后采用气相色谱仪对解析气组成进行分析，通过对比解析气与原始烟气的组成变化来检测对苯二酚对烟气的分离效果。上述方法中，所述涂有对苯二酚膜的陶瓷管是采用浸渍法将对苯二酚涂覆在陶瓷管内表面。上述方法中，陶瓷管采用蜂窝煤陶瓷管，以增加陶瓷管的比表面积。上述方法包括如下步骤：（1）操作前向反应釜内放进两根长度一致的已涂有对苯二酚膜的陶瓷管，然后固定在样品支架上；（2）打开气瓶、第一截止阀以及第三截止阀，第二截止阀处于关闭状态，向反应器通入烟气进行排空；（3）关闭第三截止阀，通过减压阀调节出气压力为0.5~7 MPa，待压力表示数稳定后记录读数，然后关闭气瓶开关和第一截止阀；（4）打开加热套电源对反应器进行加热，加热温度为145~155℃，记录显示器示数为T1；（5）对反应器加热反应6~12h以上，然后关闭加热套的电源停止加热，等待反应器冷却，直至温度显示器读数为室温；（6）打开第三截止阀，用储气袋收集完全反应后气体，然后关闭第三截止阀；（7）对反应后的样品进行解析：再次打开加热套电源给反应器加热，加热温度至70~90℃，加热时间为3-5h，记录稳定后的显示器示数为T2；（8）停止加热，打开第二截止阀，向气相色谱仪通入解析气，对解析气组成进行分析。一种用对苯二酚膜分离烟气的装置，包括气瓶、减压阀、对苯二酚膜反应器、气相色谱仪、温度显示器、储气袋、陶瓷管和加热套；所述气瓶通过管道与减压阀、对苯二酚膜反应器顺次连接；所述对苯二酚膜反应器的右侧出口与储气袋连接；所述对苯二酚膜反应器的左侧底部出口与气相色谱仪连接；所述温度显示器与对苯二酚膜反应器连接；所述对苯二酚膜反应器内部设置有陶瓷管；所述加热套设置于对苯二酚膜反应器外部。进一步地，还包括第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀；所述第一截止阀设置于减压阀与对苯二酚膜反应器之间；所述第二截止阀设置于对苯二酚膜反应器与气相色谱仪之间；所述第三截止阀设置于对苯二酚膜反应器与储气袋之间。进一步地，还包括压力表；所述压力表设置于减压阀与对苯二酚膜反应器之间。进一步地，还包括样品支架；所述样品支架与对苯二酚膜反应器连接。上述方法中，所述的陶瓷管采用蜂窝煤陶瓷管，以增加陶瓷管的比表面积。与现有技术相比，本技术的优势在于：采用对苯二酚膜分离烟气，操作压力较低，分离效果好，分离后的CO2浓度可到99%以上，而且将对苯二酚涂覆在陶瓷管内表面从而可以循环利用对苯二酚，无需重新填装，简化了操作过程。附图说明图1是本技术一种用对苯二酚膜分离烟气的装置示意图。图2是图1中对苯二酚膜反应器的对苯二酚膜反应器的剖面图。图中所示为：气瓶1、减压阀2、第一截止阀3、压力表4、对苯二酚膜反应器5、样品支架6、第二截止阀7、气相色谱仪8、温度显示器9、第三截止阀10、储气袋11、陶瓷管12、加热套13。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本技术的内容作进一步详细说明。本技术装置如图1和图2所示，其连接结构如下：一种用对苯二酚膜分离烟气的装置，包括气瓶1、减压阀2、对苯二酚膜反应器5、气相色谱仪8、温度显示器9、储气袋11、陶瓷管12和加热套13；所述气瓶1通过管道与减压阀2、对苯二酚膜反应器5顺次连接；所述对苯二酚膜反应器5的右侧出口与储气袋11连接；所述对苯二酚膜反应器5的左侧底部出口与气相色谱仪8连接；所述温度显示器9与对苯二酚膜反应器5连接；所述对苯二酚膜反应器5内部设置有陶瓷管12；所述加热套13设置于对苯二酚膜反应器5外部。还包括第一截止阀3、第二截止阀7和第三截止阀10；所述第一截止阀3设置于减压阀2与对苯二酚膜反应器5之间；所述第二截止阀7设置于对苯二酚膜反应器5与气相色谱仪8之间；所述第三截止阀10设置于对苯二酚膜反应器5与储气袋11之间。还包括压力表4；所述压力表4设置于减压阀2与对苯二酚膜反应器5之间。还包括样品支架6；所述样品支架6与对苯二酚膜反应器5连接。本实施例提供一种利用本装置分离烟气的方法，其操作过程如下：1、操作前向反应釜内放进两根长度一致的已涂有对苯二酚膜的陶瓷管12，然后固定在样品支架6上；2、打开气瓶1、第一截止阀3以及第三截止阀10，第二截止阀7处于关闭状态，缓慢向反应器通入一定组成的烟气进行排空；3、关闭第三截止阀10，通过减压阀2调节出气压力为0.5~7 MPa，待压力表4示数稳定后记录读数，然后关闭气瓶1开关和第一截止阀3；4、打开加热套13电源对反应器进行加热，加热温度为145~155℃，记录显示器9示数为T1；5、对反应器加热反应一段时间（6~12h以上），然后关闭加热套13的电源停止加热，等待反应器冷却，直至温度显示器读数为室温。6、打开第三截止阀10，用储气袋11收集完全反应后气体，然后关闭第三截止阀10；7、对反应后的样品进行解析。再次打开加热套13电源给反应器加热，加热温度至70~90℃，加热时间为3-5h，记录稳定后的显示器示数为T2；8、停止加热，打开第二截止阀7，向气相色谱仪8通入解析气，对解析气组成进行分析。实施例1向反应釜内放进两根已涂有对苯二酚膜的陶瓷管，然后固定在样品支架上。打开气瓶、第一截止阀以及第三截止阀，第二截止阀处于关闭状态，缓慢向反应器通入摩尔组成为20%CO2+80%N2的烟气。关闭第三截止阀，通过减压阀调节出气压力为0.5 MPa，待压力表示数稳定后记录读数，然后关闭气瓶开关和第一截止阀。打开加热套电源对反应器进行加热，温度加热到145℃，加热12h，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用对苯二酚膜分离烟气的装置，其特征在于，包括气瓶（1）、减压阀（2）、对苯二酚膜反应器（5）、气相色谱仪（8）、温度显示器（9）、储气袋（11）、陶瓷管（12）和加热套（13）；所述气瓶（1）通过管道与减压阀（2）、对苯二酚膜反应器（5）顺次连接；所述对苯二酚膜反应器（5）的右侧出口与储气袋（11）连接；所述对苯二酚膜反应器（5）的左侧底部出口与气相色谱仪（8）连接；所述温度显示器（9）与对苯二酚膜反应器（5）连接；所述对苯二酚膜反应器（5）内部设置有陶瓷管（12）；所述加热套（13）设置于对苯二酚膜反应器（5）外部。

【技术特征摘要】
1.一种用对苯二酚膜分离烟气的装置，其特征在于，包括气瓶（1）、减压阀（2）、对苯二酚膜反应器（5）、气相色谱仪（8）、温度显示器（9）、储气袋（11）、陶瓷管（12）和加热套（13）；所述气瓶（1）通过管道与减压阀（2）、对苯二酚膜反应器（5）顺次连接；所述对苯二酚膜反应器（5）的右侧出口与储气袋（11）连接；所述对苯二酚膜反应器（5）的左侧底部出口与气相色谱仪（8）连接；所述温度显示器（9）与对苯二酚膜反应器（5）连接；所述对苯二酚膜反应器（5）内部设置有陶瓷管（12）；所述加热套（13）设置于对苯二酚膜反应器（5）外部。2.根据权利要求1所述用对苯二酚膜分离烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎雪梅，黄嘉宝，樊栓狮，王燕鸿，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44