[发明专利]一种CO2反应-吸收联合装置及其在固定CO2中的应用

权利要求书

1.一种CO₂反应-吸收联合装置，其特征是它主要由三部分组成: 

(1) 带大功率搅拌器的镁盐液罐：该镁盐液罐为含镁反应液储液罐，它具备搅拌功能、通过加入一定量的氨水预调节镁液酸碱性及pH测量功能；

(2) 带大功率搅拌器的CO₂反应吸收罐：该反应吸收罐属于连续搅拌辅助的鼓泡浆态反应器，该吸收反应罐具备传输与鼓泡CO₂、输送含镁反应液、氨水喷淋加入、pH实时测量功能和搅拌功能；

 (3) 氨液罐：它具有二路氨液输出口，分别用于含镁反应液的酸碱性预调节以及CO₂反应吸收罐的pH值控制，为了保证试验的高可靠性，含镁反应液输送和氨液输送均籍液体平流泵进行，输送的液体能精确定量，且不受液压变化的影响，模拟烟气由氮气和CO₂二路混合气组成，其中二路气体和混合气的流量借助质量流量计均精确控制，气体中CO₂的含量也可定量调节。

2.根据权利要求1所述的CO₂反应-吸收联合装置，其特征是：所述的CO₂反应吸收罐中所述的pH实时测量功能是通过置于反应液中的pH探头与在线计算机工作站的耦合，实现每3秒采集反应液的pH值数据。

3.根据权利要求1所述的CO₂反应-吸收联合装置，其特征是：所述的含镁反应液是含MgCl₂的水溶液，含MgCl₂的浓度为0.1-0.3 mol/L。

4.一种采用权利要求1或2所述的CO₂反应-吸收联合装置的固定CO₂的方法，其特征是：

将CO₂和N₂通过2路质量流量控制器控制，并通过3通混合器获得特定CO₂含量的CO₂-N₂混合气，其中CO₂气体流量在100-350 mL/min范围，N₂流量为 500 mL/min，将确定组成的CO₂-N₂混合气通过气体输入口进入CO₂反应吸收罐，再经气体分布器，产生鼓泡并与含镁盐反应液接触，与此同时，通过大功率磁力搅拌器，对含镁反应液进行搅拌，搅拌使气-液-固三相保持比较均匀的混合状态，有利于促进均匀成核， CO₂反应吸收罐的搅拌转速为不超过 200 rpm；

所述的含镁反应液为含MgCl₂的水溶液，含MgCl₂的浓度为0.1-0.3 mol/L，加入含镁反应液至CO₂反应吸收罐的方式有二种：一种是一次性全部加入；另一种是先在CO₂吸收反应罐中加入约总液量的1/4并持续搅拌，在此状态下余下的3/4液量通过平流泵稳定计量地喷淋加入；

氨水通过氨液罐经液体平流泵注入CO₂反应吸收罐，其流量在 5-15 mL/min范围，所加氨水为标准浓氨水经稀释2倍所得，加入氨水的主要目的是调节并保持反应液的pH值在9.5-11.0范围，以保证CO₂与Ma²⁺在反应液中能够持续生成MgCO₃沉淀；

通过权利要求1或2所述的装置，实时监测反应吸收液的酸碱度及其变化情况。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：一次试验的总液量为 18,000 mL，CO₂的反应吸收以通入含CO₂混合气开始计时，反应吸收的时间在150-300 min范围。