【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳捕集，特别涉及一种复合型热交换器及其碳捕集提压系统。
技术介绍
1、目前，如图1所示的碳捕集提压系统可用于捕集回收化工尾气、电厂燃气尾气、水泥焙烧烟气等混合气体中的co2，并可直接用于co2提压。在化工、水泥、钢铁、天然气和煤电等工业领域的碳捕集和co2的热提压中可显著降低设备投资和运行成本，具有很高的经济价值和社会价值。
2、但以上碳捕集提压系统的工艺过程存在许多工艺优化和设备集成的空间。例如低压烟气中蕴含的热量在进入风机前未被利用，高温烟气的压缩提压增加了风机的电耗；低压蒸汽在进入再沸器前经过减温减压装置，此部分热能未被利用； 从解吸塔顶解吸出来的co2与水蒸汽的混合物具有较高的温度，此部分热能也未被利用，而直接进入冷凝器中，冷凝所需的冷量也较大；现工艺系统中富液在送往解吸塔前仅通过贫富液换热器回收了从解吸塔底流出的贫液中蕴含的热量。而且，从解吸塔中流出的贫液需经减压阀节流减压后进入吸收塔中，节流减压使的高压贫液熵增加，作功能力下降，该部分高压能量未得到利用。
3、此外，现工艺系统中进入吸收塔前的低压烟气、贫液，以及从解吸塔顶解吸出的co2与水蒸汽混合物需分别通过气体预冷器、贫液预冷器和冷凝器进行冷却冷凝，此部分冷却冷凝需要通过公用工程中的循环水把热量带走，此部分循环水所带走的热量需通过后续的空冷塔将热量释放给大气，增加了空冷塔的电耗。而在夏季，循环水的温度较高，很难保证能将进入吸收塔前的低压烟气、贫液，以及从解吸塔顶解吸出的co2与水蒸汽混合物冷却冷凝至工艺所要求的温度，也就无法保证
4、因此我们提出了一种复合型热交换器及其碳捕集提压系统，来解决上述问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，提供一种复合型热交换器及其碳捕集提压系统。
2、通过以下制备工艺来实现上述目的：
3、一种复合型热交换器，由固定管板式换热结构、位于固定管板式换热结构上方的螺旋板式套管换热结构以及连接固定管板式换热结构和螺旋板式套管换热结构的两组支撑板组成；
4、所述固定管板式换热结构包括具有围护结构的封板，所述封板内部设有四个均匀分布的管板式换热器筒体，且相邻的管板式换热器筒体之间设有绝热板，每个所述管板式换热器筒体的上下两端均设有封头管箱，四个管板式换热器筒体通过管道依次连接上下端封头管箱形成串联结构；
5、所述螺旋板式套管换热结构包括外管和套设在外管内部的内管，所述外管和内管之间由三个隔板分隔成四个区域，每个区域所述内管的外侧均设有外螺旋板，所述内管的内部设有内螺旋板，每个所述管板式换热器筒体壳程的物流从排出后分别进入所述外管的四个区域内，与内管内部流动的物流形成逆流。
6、作为上述技术方案的进一步改进：所述管板式换热器筒体内部设有若干竖直的换热管，且所述换热管连通上下的封头管箱。
7、作为上述技术方案的进一步改进：所述管板式换热器筒体内部还设有用于固定换热管且相互交错的横向折流板。
8、作为上述技术方案的进一步改进：所述外管的两端均设有封头板。
9、作为上述技术方案的进一步改进：所述四个管板式换热器筒体的壳程分别流动四种热物流，且四个管板式换热器筒体的管程依次流动进入解吸塔之前的富液，所述四种热物流从管板式换热器筒体的壳程排出后进入所述外管的四个区域内，所述内管流动冷水，所述冷水与所述外管四个区域内流动的热物流均形成逆流。
10、一种碳捕集提压系统，包括风机、吸收塔、溶液泵、解吸塔、再沸器、气液分离罐和溴化锂制冷机，还包括溶液透平机和上述复合型热交换器；
11、含co2的低压烟气作为h4进入复合型热交换器后经过风机进入吸收塔内部被贫液吸收形成富液；
12、富液经过溶液泵和复合型热交换器后进入解吸塔解吸后，从塔顶出来的co2与水蒸汽的混合物作为h3，从塔底流出的贫液作为h2，所述h3经过复合型热交换器后进入气液分离罐，所述h2经过复合型热交换器又经过溶液透平机后进入到吸收塔；
13、低压蒸汽经过溴化锂制冷机后一部分进入再沸器，由再沸器出来的冷凝液作为h1，经过复合型热交换器后排出，另一部分作为冷水经过复合型热交换器后完成吸热后又返回溴化锂制冷机进行再次制冷循环流动；
14、其中，h1-h4温度大小具体为h4>h3>h2>h1。
15、作为上述技术方案的进一步改进：所述溶液透平机由h2驱动为风机提供动力。
16、本专利技术的有益效果在于：
17、（1）、将低压烟气、从解吸塔顶解吸出来的co2与水蒸汽的混合物、从解吸塔底流出的贫液、再沸器中出来的冷凝液中蕴含的热量，用于对进入解吸塔前的富液的预热。可减少其在解吸塔中解吸所需的热量，减少解吸塔的能耗。
18、（2）、利用低压蒸汽原先浪费在减温减压装置中的热量来驱动溴化钾制冷机，制取冷水代替循环水，以满足以上工艺系统中冷却冷凝的需求。既保证了工艺系统在夏季处于最佳运行状态，又回收利用了低压蒸汽原先浪费在减温减压装置中的热量，同时又代替了循环水，减少了公用公程的能耗。
19、（3）、将从解吸塔中流出的贫液由原减压阀节流减压改为驱动溶液透平机，用以驱动风机的转动，用于对低压烟气的增压。
20、（4）、复合型热交换器将贫富液换热器、气体冷却器、贫液预冷器及冷凝器整合集成为一台设备。可减少了设备和管路的成本，极大地减小了机组的占地面积。
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1.一种复合型热交换器，其特征在于，由固定管板式换热结构（1）、位于固定管板式换热结构（1）上方的螺旋板式套管换热结构（2）以及连接固定管板式换热结构（1）和螺旋板式套管换热结构（2）的两组支撑板（3）组成；
2.根据权利要求1所述的复合型热交换器，其特征在于，所述管板式换热器筒体（12）内部设有若干竖直的换热管（14），且所述换热管（14）连通上下的封头管箱（15）。
3.根据权利要求2所述的复合型热交换器，其特征在于，所述管板式换热器筒体（12）内部还设有用于固定换热管（14）且相互交错的横向折流板（16）。
4.根据权利要求1所述的复合型热交换器，其特征在于，所述外管（21）的两端均设有封头板（26）。
5.根据权利要求1所述的复合型热交换器，其特征在于，所述四个管板式换热器筒体（12）的壳程分别流动四种热物流，且四个管板式换热器筒体（12）的管程依次流动进入解吸塔之前的富液，所述四种热物流从管板式换热器筒体（12）的壳程排出后进入所述外管（21）的四个区域内，所述内管（22）流动冷水，所述冷水与所述外管（21）四个区域内流动
6.一种碳捕集提压系统，包括风机、吸收塔、溶液泵、解吸塔、再沸器、气液分离罐和溴化锂制冷机，其特征在于，还包括溶液透平机和权利要求5所述的复合型热交换器；
7.根据权利要求6所述的碳捕集提压系统，其特征在于，所述溶液透平机由H2驱动为风机提供动力。
...【技术特征摘要】
1.一种复合型热交换器，其特征在于，由固定管板式换热结构（1）、位于固定管板式换热结构（1）上方的螺旋板式套管换热结构（2）以及连接固定管板式换热结构（1）和螺旋板式套管换热结构（2）的两组支撑板（3）组成；
2.根据权利要求1所述的复合型热交换器，其特征在于，所述管板式换热器筒体（12）内部设有若干竖直的换热管（14），且所述换热管（14）连通上下的封头管箱（15）。
3.根据权利要求2所述的复合型热交换器，其特征在于，所述管板式换热器筒体（12）内部还设有用于固定换热管（14）且相互交错的横向折流板（16）。
4.根据权利要求1所述的复合型热交换器，其特征在于，所述外管（21）的两端均设有封头板（...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝令辉，蒋英明，郭盼盼，
申请(专利权)人：安徽普泛能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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