專利名稱：一種二氧化碳捕集裝置的制作方法
技術領域：
一種二氧化碳捕集裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種二氧化碳捕集裝置，具體涉及一種應用端基烯基烴基咪唑離子液體聚合物對二氧化碳進行捕集的裝置。
背景技術：
[0002]近年來，溫室效應加劇等問題使環境與經濟可持續發展面臨嚴峻的挑戰。二氧化碳是導致全球氣候變暖的溫室氣體的主要成分之一，對溫室效應的貢獻達到55%。目前全世界每年向大氣中排放的二氧化碳總量達到近300億噸，二氧化碳利用量則僅為I億噸左右，遠不到排放總量的百分之一。因此，引起溫室效應和全球氣候變化的二氧化碳的減排技術成為各國關注的焦點。[0003]哥本哈根氣候大會達成了不具法律約束力的《哥本哈根協議》，就發達國家實行強制減排和發展中國家采取自主減緩行動做出了安排。中國政府在哥本哈根氣候大會開幕之前宣布了控制溫室氣體排放的行動目標，到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%到45%。然而，中國正處于工業化、城鎮化中期階段，未來相當一段時期內，以土木鋼石為主的發展格局難以扭轉，這就意味著短期內CO2排放仍將呈持續增加趨勢。可以預見，中國控制溫室氣體排放增長面臨著巨大的壓力和困難。CO2氣體的危害已經引起了人們的廣泛關注。全球對于CO2氣體排放、監測以及治理方面進行了大量的研究和探索。目前二氧化碳的收集法主要有化學溶劑吸收法、吸附法和膜分離等方法。傳統收集法為化學溶劑胺吸收法。胺與二氧化碳發生化學反應后形成一種含二氧化碳的化合物。然后對溶劑加溫，化合物分解，分離出溶劑和二氧化碳。[0004]對二氧化碳捕集的進一步研究表明，端基烯基烴基咪唑離子液體和共聚物DVB(二乙烯基苯)形成的離子液體聚合物對二氧化碳具有較好的捕集效果，且可循環利用(南京信息工程大學碩士學位論文，聚合離子液體的合成及其對二氧化碳吸收性能的研究，2011年6月17日，萬方)，但對其研究僅限于實驗階段，尚未應用到工業化生產中。發明內容[0005]本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的上述缺陷，提供一種用于工業化生產的二氧化碳捕集裝置。[0006]為了達到上述目的，本實用新型提供了一種二氧化碳捕集裝置，包括捕集器、冷阱裝置和真空泵；捕集器、冷阱裝置和真空泵依次相連；捕集器外設有溫度控制器。[0007]其中，捕集器內設有端基烯基烴基咪唑離子液體聚合物，優選烯丙基甲基咪唑離子液與DVB的聚合物或乙烯基氨基咪唑離子液與DVB的聚合物。[0008]本實用新型相比現有技術具有以下優點:在捕集器內填入端基烯基烴基咪唑離子液體聚合物，能有效對二氧化碳進行捕集；同時捕集器外部套裝溫度控制器，能有效控制二氧化碳解析溫度，利用冷阱裝置有效收集二氧化碳。本實用新型能有效捕集二氧化碳，工藝簡單，無需高溫高壓，生產安全，且采用離子液聚合物能循環使用，解析率高達97%，無污染，符合環保和綠色環境的要求。
[0009]圖1為本實用新型二氧化碳捕集裝置的結構示意圖；[0010]圖2為烯丙基甲基咪唑四氟硼酸鹽與DVB共聚的反應式；[0011]圖3為乙烯基氨基咪唑氫溴酸鹽與DVB共聚的反應式。[0012]圖中，1-捕集器，2-溫度控制器，3-冷阱裝置，4-真空泵。
具體實施方式
[0013]
以下結合附圖對本實用新型二氧化碳捕集裝置進行詳細說明。[0014]實施例一[0015]如圖1所示，本實用新型二氧化碳捕集裝置包括二氧化碳捕集器1、溫度控制器2、冷阱裝置3和真空泵4。捕集器I采用不銹鋼內管，管內裝填捕集劑。冷阱裝置3采用傳統冷凝方式。捕集器1、溫度控制器2、冷阱裝置3、真空泵4依次相連。溫度控制器2套于捕集器I外部，通過溫度控制器2控制捕集器I的捕集和解析溫度。溫度控制器2采用電加熱絲與溫控儀裝置兩部分組成，通過溫控儀裝置控制電加熱絲的通斷，從而控制捕集器I的溫度。捕集器I內捕集劑為烯丙基甲基咪唑離子液與DVB的聚合物。[0016]烯丙基甲基咪唑離子液與DVB的聚合物的制備工藝如下:將Ig烯丙基甲基咪唑離子液體四氟硼酸鹽、5g DVB以及引發劑AIBN (偶氮二異丁腈)0.06g置于三口燒瓶中。加入溶劑IOOml乙醇和30ml蒸餾水，于100°C左右氮氣保護下反應24小時(反應式參見圖2)，冷卻至室溫后停止通氮氣，生成白色固體，過濾。所得白色固體依次用四氫呋喃、丙酮、甲醇、乙醚洗滌后抽干，將產物置于80°C烘箱內干燥I天即得。[0017]采用本實用新型裝置進行二氧化碳捕集的過程如下(圖1所示箭頭方向為氣體的流向):打開真空泵4，將裝置抽真空，將脫硫脫氮后含二氧化碳的廢氣通入捕集器I中，通過捕集器I內的填料吸收二氧化碳。吸收飽和后，通過溫度控制器2加熱捕集器1，控制加熱溫度為100°C進行解析，解析出的二氧化碳氣體通過冷阱裝置3，在-20°C下回收，解析回收率為97%。[0018]實施例二[0019]本實用新型二氧化碳捕集裝置的結構同實施例一。其中，捕集器I內填料為乙烯基氨基咪唑離子液與DVB的聚合物。[0020]乙烯基氨基咪唑離子液與DVB的聚合物的制備工藝如下:將2g DVB, 0.05g AIBN和0.5g乙烯基氨基咪唑氫溴酸鹽溶解在IOOml乙醇/水混合溶液中(體積比為3:1)，在氮氣保護下，加熱至100°C回流并保持24小時(反應式參見圖3)。當反應體系自然冷卻到室溫后，生成白色固體，過濾。將過濾得到的白色固體分別用四氫呋喃、丙酮、甲醇、乙醚依次洗三次。放入60 V的烘箱中干燥24小時，即得。[0021]對二氧化碳的捕集過程同實施例一。解析回收率為97%。
權利要求1.一種二氧化碳捕集裝置，其特征在于:所述二氧化碳捕集裝置包括捕集器、冷阱裝置和真空泵；所述捕集器、冷阱裝置和真空泵依次相連；所述捕集器外設有溫度控制器。
2.根據權利要求1所述的二氧化碳捕集裝置，其特征在于:所述捕集器內設有端基烯基烴基咪唑離子液體聚合物。
專利摘要本實用新型公開了一種二氧化碳捕集裝置，包括二氧化碳捕集器、冷阱裝置和真空泵；二氧化碳捕集器、冷阱裝置和真空泵依次相連；捕集器外設有溫度控制器。本實用新型能有效捕集二氧化碳，工藝簡單，無需高溫高壓，生產安全，且采用離子液聚合物能循環使用，解析率高達97%，無污染，符合環保和綠色環境的要求。
文檔編號C01B31/20GK202983473SQ20122065415
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者陳敏東, 劉海秋, 崔鳳萍, 李園, 陳尚朝, 李洋, 萬方 申請人:南京信息工程大學