【技术实现步骤摘要】
【】本申请涉及气体分离以及过程强化领域，具体涉及一种微通道反应器，以及该微通道反应器在能源气体分离回收、微气泡流动传质强化方面的应用。
技术介绍
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技术介绍
1、本部分提供了与本申请相关的背景信息，这些信息并不必然构成现有技术。
2、室温离子液体(roomtemperatureionicliquids，rtils)是由有机阳离子和有机或无机阴离子构成、且在室温及其附近温度下呈液体状体的盐类，下文简称为离子液体。离子液体具有低溶点、低蒸汽压、宽的电化学稳定电位窗口、良好的溶解特性等优良特性，且可根据阴阳离子的变化调节其物理及化学性质。离子液体具有丰富的氢键网络结构使其可高效捕获气体分子，并在气体分离领域表现出巨大的工业应用价值。此外，利用离子液体的不挥发特性，可通过工艺设计使吸收捕获的气体在较低能下解吸出来，从而降低气体分离回收过程中的成本，并且吸收了气体分子的离子液体解吸后可以循环使用。然而在实际应用中，由于离子液体粘度高、流动性差，在传统反应器中气/液传质效率低，限制了工业应用。因此，亟待开发一种新型的设备及技术来高效强化离子液体流动与传质过程。
3、微通道反应器是一种通道尺寸在毫米范围内的小型化反应系统，其极大的比表面积和较短的传输路径都增强了传热和传质，微通道反应器相比常规反应器的传质系数提高1 -3个数量级，因此有望提高离子液体吸收气体过程流动传质效率。
技术实现思路
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技术实现思路
1、本申请旨在提供一种能应用于
2、本申请具体实施方案如下：
3、本申请提供的微通道反应器包括混合单元和流动单元，混合单元和流动单元互相连通，混合单元包括进气管和混合管，混合管的一端口和流动单元连接，混合管的另一端口用于进液，进气管和混合管连接并且进气管设置在混合管的外侧壁上。离子液体由混合单元的混合管远离流动单元的端口连续进料，混合单元的进气管用于向混合管中输入气体该，因此微通道反应器的进料方式为气液单独进料。
4、优选地，所述进气管的数量为2-10个，例如可以是2个、3个、4个、7个或10个，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为2-4个。通过设置多个进气管能够实现多通道输入气体，提高气体输入效率。
5、所述混合管的内部的内侧壁上设置有凸起，凸起朝向混合管的进液端口，通过设置凸起以提高流体的湍动程度，强化传质。流动单元的内部的内侧壁上设置有内凹的螺旋结构用于强化气液流动。
6、在一个或多个实施例中，混合管的内部的内侧壁上分布有针状凸起，针状凸起朝向混合管的进液端口并且和竖直方向成30°-90°的夹角，针状凸起的高度为100-1000μm。
7、混合管的内径尺寸为1-3mm，例如可以是1mm、2mm或3mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；混合管的长度为1-5cm，例如可以是1cm、2cm、3cm、4cm或5cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。流动单元的内径尺寸为0.1-1mm，例如可以是0.1mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm或1mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；流动单元的长度为5-15cm，例如可以是5cm、8cm、10cm、12cm或15cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
8、由于混合管的内部的内侧壁上设置有凸起并且流动单元的内部的内侧壁上设置有内凹的螺旋结构，这有利于气液两相在微通道反应器中的充分接触，但同时会降低液相在微通道反应器中的流速，导致延长气液在微通道反应器中的时间造成效率降低，因此通过设置流动单元的内径不大于混合管的内径同时流动单元的长度不小于混合管的长度，能够实现：离子液体吸收气体后粘度降低，吸收气体后的离子液体由混合管流向流动单元的过程中能够显著提升流速，进而提高气体吸收和分离效率。并且意外发现，基于离子液体吸收气体后粘度降低这一特质，若混合管的内径和长度、流动单元的内径和长度中任一参数不处于上述范围时，均会造成气体吸收和分离效率的降低。
9、并且，本申请提供的微通道反应器同时满足：(a)混合管的长度与流动单元的长度的比为1：3-5；(b)混合管的内径尺寸和流动单元的内径尺寸的比为3-10：1。意外发现，若微通道反应器不满足(a)和/或(b)时，均会造成气体吸收和分离效率的降低。
10、所述微通道反应器的材质包括不锈钢、无机非金属材料或聚合物中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括不锈钢与无机非金属材料的组合，无机非金属材料与聚合物的组合，或不锈钢、无机非金属材料与聚合物的组合。优选地，所述不锈钢的型号包括304不锈钢和/或316不锈钢。优选地，所述无机非金属材料包括石英、玻璃或碳化硅中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括石英与玻璃的组合，玻璃与碳化硅的组合，或石英、玻璃与碳化硅的组合。优选地，所述聚合物包括聚四氟乙烯。
11、在一个或多个实施例中，混合单元和流动单元的内部均无填充物，进气管、混合管和流动单元的横截面均圆形，混合管和流动单元串联连接，多个进气管以并联的方式和混合管连接。
12、本申请提供的微通道反应器能应用于强化离子液体吸收气体，具体如下：以离子液体作为吸收剂，微通道反应器作为气液流动-传质的反应器，离子液体由混合单元的混合管远离流动单元的端口连续进料，混合单元的进气管用于向混合管中输入气体，离子液体和气体按照设定好的速度分别输入混合管中，气体和离子液体流向相同，气液两相在混合管中充分接触，气体被离子液体吸收得到混合产物，混合产物由混合管流入流动单元后再从流动单元远离混合管的一端流出，流出后的混合产物在加热或减压的条件下进行液-气的分离，脱除其中含有的气体，离子液体通过解吸可以循环利用。
13、通过进样系统控制输入混合管的离子液体和气体的流量。优选的，输入混合管的气体流量为1-500ml/h，输入混合管的离子液体的流量为1-100ml/h，气体与离子液体的气液比为0.1-20：1。向混合管中输入气体前会对该气体进行干燥处理，使得气体中的水含量低于1000ppm。
14、在一个或多个实施例中，所述气体为nh3、co2、cl-vocs、so2、c2h4、c2h6、c3h6、c3h8中的一种或几种。所用离子液体对上述气体有分离选择性，并且离子液体吸收气体后粘度降低10％-50％。
15、在一个或多个实施例中，微通道反应器的混合管的内部和流动单元的内部可进行加压、常压和真空操作。
16、在一个或多个实施例中，可对微通道反应器进行加热和/或冷却处理，根据离子液体和气体的反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微通道反应器，其特征在于，所述微通道反应器包括混合单元和流动单元，所述混合单元和所述流动单元互相连通，所述混合单元包括进气管和混合管，所述混合管的一端口和所述流动单元连接，所述混合管的另一端口用于进液，所述进气管和所述混合管连接并且所述进气管设置在所述混合管的外侧壁上；
2.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，所述进气管的数量为2-10个。
3.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，所述混合管的内部的内侧壁上分布有针状凸起，所述针状凸起和竖直方向成30°-90°的夹角，所述针状凸起的高度为100-1000μm。
4.权利要求1-3任一项所述的微通道反应器在离子液体吸收气体方面的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述气体为NH3、CO2、Cl-VOCs、SO2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述离子液体吸收所述气体后粘度降低10％-50％。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，输入所述混合管的所述
...【技术特征摘要】
1.一种微通道反应器，其特征在于，所述微通道反应器包括混合单元和流动单元，所述混合单元和所述流动单元互相连通，所述混合单元包括进气管和混合管，所述混合管的一端口和所述流动单元连接，所述混合管的另一端口用于进液，所述进气管和所述混合管连接并且所述进气管设置在所述混合管的外侧壁上；
2.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，所述进气管的数量为2-10个。
3.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，所述混合管的内部的内侧壁上分布有针状凸起，所述针状凸起和竖直方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：董海峰，王宗旭，赵克静，王俊男，曾少娟，王婷婷，陈德富，蔡玉富，
申请(专利权)人：惠州市绿色能源与新材料研究院，
类型：发明
国别省市：
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