用于制备碳酸氢钠晶体的连续方法和系统

技术特征：
1.一种用于制备碳酸氢钠晶体的连续方法，其包括：1)将气体流中的气态二氧化碳吸收至包含碳酸钠盐的水溶液中的吸收步骤，其包括以下步骤：1a)使所述气体流与第一多孔膜接触器的第一表面接触；并使碳酸钠水溶液与同一第一多孔膜接触器的第二相对表面接触，所述气态二氧化碳通过膜的孔扩散至所述碳酸钠水溶液中，在所述碳酸钠水溶液中溶解；和1b)使溶解的二氧化碳与水溶液中的碳酸钠盐反应，以生成碳酸氢钠水溶液；所述吸收步骤是在选自氨基酸或酶的至少一种传质促进剂的存在下进行的；所述至少一种传质促进剂悬浮在碳酸钠水溶液中或固定在所述第一多孔膜接触器上；然后2)碳酸氢钠盐的结晶步骤，其包括以下步骤：2a)使含有碳酸氢钠的水溶液在第二多孔膜接触器的一侧循环；2b)通过使提取流体在第二多孔膜接触器的相对侧循环来施加驱动力，使水溶液的水分蒸发并通过第二多孔膜接触器的孔向第二多孔膜接触器相对侧的提取流体扩散，在提取流体中重新凝结，使得碳酸氢钠水溶液逐渐浓缩，2c)将经浓缩的碳酸氢钠水溶液送至位于第二多孔膜接触器出口处的结晶罐，晶体生长在结晶罐中发生；和2d)回收碳酸氢钠晶体，其中，所述第一多孔膜接触器和第二多孔膜接触器是串联的。2.根据权利要求1所述的连续方法，其中至少一种传质促进剂是选自l-精氨酸、6-氨基己酸、l-缬氨酸、l-甲硫氨酸和l-丝氨酸的氨基酸。3.根据权利要求1所述的连续方法，其中至少一种传质促进剂是碳酸酐酶。4.根据权利要求1至3中任一项所述的连续方法，其中传质促进剂的浓度为0.1mg/l至1mg/l，优选0.1mg/l至0.5mg/l。5.根据权利要求1至4中任一项所述的连续方法，其还包括通过过滤膜对悬浮在溶剂中的所述传质促进剂进行预过滤的步骤。6.根据权利要求1至5中任一项所述的连续方法，其中气体流是来自化石燃料燃烧的烟气、来自生物燃料燃烧的烟气、来自天然源的气体、或其组合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的连续方法，其中气体流中的气态二氧化碳的浓度为5体积％至40体积％，优选5体积％至20体积％。8.根据权利要求1至7中任一项所述的连续方法，其中包含碳酸钠盐的水溶液中的碳酸钠盐的浓度为0.1mol/l至2.0mol/l，优选0.1mol/l至1.0mol/l。9.根据权利要求1至8中任一项所述的连续方法，其中气体流的雷诺数为约2至约15，优选约2至约10，更优选约5至约10。10.根据权利要求1至9中任一项所述的连续方法，其中包含碳酸钠盐的水溶液的雷诺数为约2至约30，优选约2至约25，更优选约10至约25。11.根据权利要求1至10中任一项所述的连续方法，其中提取流体选自液体、液体混合物、一种或多于一种盐的浓缩水溶液、气体、气体混合物或真空。12.一种用于由气体流的二氧化碳制备碳酸氢钠晶体的系统(1)，其包括：-控制单元(10)，其被配置为控制气体和/或液体的流量，以及气体和/或液体的温度；
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吸收单元(20)，其包括被配置为允许含有气态二氧化碳的气体流(2)与溶剂(5)接触的第一多孔膜接触器，溶剂(5)是碳酸钠水溶液；和齿轮泵，其中，气体流(2)和溶剂(5)被所述第一多孔膜接触器(3)分开，并且其中所述第一多孔膜接触器包含用于使气体流的气态二氧化碳向溶剂(5)扩散的手段，该气态二氧化碳在溶剂(5)中溶解并与碳酸钠反应以生成碳酸氢钠，所述手段是孔；和-结晶单元(30)，其包括被配置为允许来自吸收单元(20)的含有待结晶碳酸氢钠的水溶液与提取流体接触的第二多孔膜接触器(13)；含有提取流体(15)的渗透罐(16)；以及结晶罐(22)，结晶在结晶罐(22)中发生，其中，第二膜接触器(13)流体连通至结晶罐(22)和渗透罐(16)，其中，来自吸收单元(20)的含有待结晶碳酸氢钠的水溶液的水在第二多孔膜接触器(13)的一侧向结晶罐(22)循环，来自渗透罐的提取流体(15)在第二多孔膜接触器(13)的相对侧循环，并且其中所述第二多孔膜接触器包含用于将水溶液的水向相对侧选择性输送的手段，所述手段是孔，其中，所述吸收单元(20)和结晶单元(30)流体连通。13.根据权利要求12所述的系统，其还包括流体连通至吸收单元(20)和/或结晶单元(30)的预过滤单元(40)。

技术总结
本发明涉及用于由气体流的二氧化碳制备碳酸氢钠晶体的连续方法，其包括将气体流中的二氧化碳吸收至包含碳酸钠盐的水溶液中以生成碳酸氢钠水溶液的步骤和随后的将第一步骤得到的碳酸氢钠盐结晶的步骤。本发明还涉及用于由气体流的二氧化碳制备碳酸氢钠晶体的系统，其包括控制单元10、吸收单元20和结晶单元30。30。30。


技术研发人员：帕特丽夏
受保护的技术使用者：卢万天主教大学
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2023/8/5