【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳捕集、制冷及热泵，具体为一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的系统及耦合机。
技术介绍
1、目前，热驱动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。如图1所示，含co2的低压烟气先经风机8增压后进入气体冷却器9冷却降温，而后送至吸收塔10与从塔顶下来的吸收剂在填料层中接触吸收co2，净化后气体从塔顶排出，吸收形成的富液从塔底流出通过第二溶液泵11提压后进入贫富液换热器12加热后送至解吸塔13，富液在解吸塔13中从上向下的流动与经再沸器14加热解吸出的co2与水蒸汽的混合物从下向上流动在填料层中进行逆流接触传热传质，完成co2的解吸与吸收剂的再生。解吸塔13中解吸形成的贫液从塔底流出依次经过贫富液换热器12、贫液预冷器16冷却后并经第二减压阀17减压后进入吸收塔10中。解吸塔13中被解吸出的co2与水蒸汽的混合物从塔顶流出进入冷凝设备18中冷凝后进入气液分离罐19中，分离出的高压co2进入后续工段中，co2分离后的水回流至解吸塔13中。再沸器14中加热解吸所需的热量是通过低压蒸汽经减温减压后获得的。该吸收过程在化工、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、但以上工艺过程存在许多工艺优化和设备集成的空间。例如从解吸塔13顶解吸出来的co2与水蒸汽的混合物具有较高的温度，此部分热能未被利用，而直接进入冷凝设备18中，冷凝所需的冷量也较大。从再沸器14中出来的蒸
3、此外，现工艺系统中进入吸收塔10前的低压烟气、贫液，以及从解吸塔13顶解吸出的co2与水蒸汽混合物需分别通过气体冷却器9、贫液预冷器16和冷凝设备18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10前的低压烟气、贫液，以及从解吸塔13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，也就无法保证工艺系统的处于最佳的运行状态；公开号为cn117346564a的一种复合型热交换器及其碳捕集提压系统的公开文件中提出了一种改进措施，通过将低压烟气、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；然而该公开文件存在一定的局限性，其设备的体积较大，需要使用的管道较多。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的系统及耦合机，以解决上述
技术介绍
中提出的部分能源未得到回收利用且热驱动碳捕集提压系统能耗较大的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，包括管板式换热器，所述管板式换热器包括壳体以及分别设置在壳体两端上的两个管箱筒节，所述壳体内设有连通两个管箱筒节的换热管，所述管板式换热器内设有用于将管板式换热器内腔分成四个独立工作腔的第一隔板，四个所述工作腔均由壳体、管箱筒节和换热管组成，四个所述工作腔分别为发生腔、冷凝腔、蒸发腔与吸收腔；
3、所述发生腔、冷凝腔、蒸发腔与吸收腔上均设有管程进出口与壳程进出口。
4、作为优选，所述发生腔的管程进出口包括蒸汽冷凝液进口、解吸塔塔顶气进口、蒸汽冷凝液出口与解吸塔塔顶气出口，所述发生腔的壳程进出口包括高压富液进口、高压贫液出口与高压气态制冷剂出口，所述蒸汽冷凝液进口与解吸塔塔顶气进口设置在发生腔的一侧管箱筒节上，所述蒸汽冷凝液出口与解吸塔塔顶气出口设置在发生腔的另一侧管箱筒节上，所述高压富液进口、高压贫液出口与高压气态制冷剂出口设置在发生腔的壳体上；
5、所述冷凝腔的管程进出口包括第二吸收塔塔底富液进口、第二吸收塔塔底富液出口，所述冷凝腔的壳程进出口包括高压液态制冷剂出口、高压气态制冷剂进口，所述第二吸收塔塔底富液进口设置在冷凝腔的一侧管箱筒节上，所述第二吸收塔塔底富液出口设置在冷凝腔的另一侧管箱筒节上，所述高压液态制冷剂出口、高压气态制冷剂进口设置在冷凝腔的壳体上，所述高压气态制冷剂出口与高压气态制冷剂进口连通；
6、所述蒸发腔的管程进出口包括低压烟气进口、解吸塔塔底贫液进口、低压烟气出口、解吸塔塔底贫液出口，所述蒸发腔的壳程进出口包括低压液态制冷剂进口、低压气态制冷剂出口，所述低压烟气进口与解吸塔塔底贫液进口设置在蒸发腔的一侧管箱筒节上，所述低压烟气出口与解吸塔塔底贫液出口设置在蒸发腔的另一侧管箱筒节上，所述低压液态制冷剂进口、低压气态制冷剂出口设置在蒸发腔的壳体上，所述高压液态制冷剂出口与低压液态制冷剂进口连通；
7、所述吸收腔的管程进出口包括第一吸收塔塔底富液出口、第一吸收塔塔底富液进口，所述吸收腔的壳程进出口包括低压贫液进口、低压富液出口、低压气态制冷剂进口，所述第一吸收塔塔底富液出口设置在吸收腔的一侧管箱筒节上，所述第一吸收塔塔底富液出口与第二吸收塔塔底富液进口连通，所述第一吸收塔塔底富液进口设置在吸收腔的另一侧管箱筒节上，所述低压贫液进口、低压富液出口、低压气态制冷剂进口设置在吸收腔的壳体上，所述低压贫液进口与高压贫液出口连通，所述低压富液出口与高压富液进口连通，所述低压气态制冷剂进口与低压气态制冷剂出口连通。
8、作为优选，所述发生腔的壳体与冷凝腔的壳体之间的第一隔板上开设有用于使发生腔的壳体与冷凝腔的壳体连通的第一安装口，所述第一安装口内设有挡液板，所述第一安装口包括高压气态制冷剂出口与高压气态制冷剂进口；
9、其中，所述蒸发腔的壳体与吸收腔的壳体之间的第一隔板上开设有用于使蒸发腔的壳体与吸收腔的壳体连通的第二安装口，所述第二安装口内设有挡液板，所述第二安装口包括低压气态制冷剂出口与低压气态制冷剂进口。
10、作为优选，所述发生腔的两侧管箱筒节内均设有第二隔板，以分别将蒸汽冷凝液进口与解吸塔塔顶气进口、蒸汽冷凝液出口与解吸塔塔顶气出口隔开；
11、其中，所述蒸发腔的两侧管箱筒节内均设有第二隔板，以分别将低压烟气进口与解吸塔塔底贫液进口、低压烟气出口与解吸塔塔底贫液出口隔开。
12、作为优选，所述第一吸收塔塔底富液出口与第二吸收塔塔底富液进口处于同一侧。
13、作为优选，所述低压液态制冷剂进口与高压液态制冷剂出口之间设有膨胀阀，所述高压贫液出口与低压贫液进口之间设有第一减压阀，所述高压富液进口与低压富液出口之间设有第一溶液泵。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，包括管板式换热器，所述管板式换热器包括壳体（20）以及分别设置在壳体（20）两端上的两个管箱筒节（21），所述壳体（20）内设有连通两个管箱筒节（21）的换热管（24），其特征在于：所述管板式换热器内设有用于将管板式换热器内腔分成四个独立工作腔的第一隔板（22），四个所述工作腔均由壳体（20）、管箱筒节（21）和换热管（24）组成，四个所述工作腔分别为发生腔（201）、冷凝腔（202）、蒸发腔（203）与吸收腔（204）；
2.根据权利要求1所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，其特征在于：所述发生腔（201）的壳体（20）与冷凝腔（202）的壳体（20）之间的第一隔板（22）上开设有用于使发生腔（201）的壳体（20）与冷凝腔（202）的壳体（20）连通的第一安装口，所述第一安装口内设有挡液板（37），所述第一安装口包括高压气态制冷剂出口与高压气态制冷剂进口；
3.根据权利要求1所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，其特征在于：所述发生腔（201）的两侧管箱筒节（21）内均设有第二隔
4.根据权利要求1所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，其特征在于：所述第一吸收塔塔底富液出口（27）与第二吸收塔塔底富液进口（38）处于同一侧。
5.根据权利要求1所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，其特征在于：所述低压液态制冷剂进口与高压液态制冷剂出口之间设有膨胀阀（5），所述高压贫液出口与低压贫液进口之间设有第一减压阀（7），所述高压富液进口与低压富液出口之间设有第一溶液泵（6）。
6.根据权利要求1所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，其特征在于：所述发生腔（201）的壳体（20）内设有用于与高压富液进口连通的喷淋装置（23），所述蒸发腔（203）的壳体（20）内设有用于与低压液态制冷剂进口连通的喷淋装置（23），所述吸收腔（204）的壳体（20）内设有用于与低压贫液进口连通的喷淋装置（23）。
7.一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的系统，包括：风机（8）、吸收塔（10）、第二溶液泵（11）、贫富液换热器（12）、解吸塔（13）、再沸器（14）、减温减压装置（15）、第二减压阀（17）、气液分离罐（19）以及耦合机，其特征在于：所述耦合机为权利要求1-6任一项所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机；
8.一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的工艺，利用如权利要求7所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的系统，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，包括管板式换热器，所述管板式换热器包括壳体（20）以及分别设置在壳体（20）两端上的两个管箱筒节（21），所述壳体（20）内设有连通两个管箱筒节（21）的换热管（24），其特征在于：所述管板式换热器内设有用于将管板式换热器内腔分成四个独立工作腔的第一隔板（22），四个所述工作腔均由壳体（20）、管箱筒节（21）和换热管（24）组成，四个所述工作腔分别为发生腔（201）、冷凝腔（202）、蒸发腔（203）与吸收腔（204）；
2.根据权利要求1所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，其特征在于：所述发生腔（201）的壳体（20）与冷凝腔（202）的壳体（20）之间的第一隔板（22）上开设有用于使发生腔（201）的壳体（20）与冷凝腔（202）的壳体（20）连通的第一安装口，所述第一安装口内设有挡液板（37），所述第一安装口包括高压气态制冷剂出口与高压气态制冷剂进口；
3.根据权利要求1所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合机，其特征在于：所述发生腔（201）的两侧管箱筒节（21）内均设有第二隔板（25），以分别将蒸汽冷凝液进口（28）与解吸塔塔顶气进口（29）、蒸汽冷凝液出口（36）与解吸塔塔顶气出口（35）隔开；
4.根据权利要求1所述的一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的耦合...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝令辉，蒋英明，陈何根，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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