[发明专利]一种用于CO2

说明书

本发明涉及化工设备领域的一种用于CO₂解吸的降膜再沸器，包括上封头和下封头和壳体，壳体内上部设有布液器，下部设有换热芯体，布液器包括防冲板、均流槽和自流式布膜管组，防冲板设于均流槽内，自流式布膜管组连接在均流槽下方，均流槽底部设有与自流式布膜管组的布膜管一一对应连通的分布孔，换热芯体包括换热管组，换热管组的换热管内设有内部扰流子，换热管与布膜管一一对应设置，每根布膜管的下端均同轴插设在对应的换热管内，且布膜管的下端与对应的换热管之间形成环形通道，布膜管下端设有布膜孔且底端设有盲板。本发明能够保证换热管管壁液体的成膜均匀度，并减薄液膜，提高传热传质效率，并降低设备的清洗和维修难度。

技术领域

本发明涉及化工设备领域，具体涉及一种用于CO₂解吸的降膜再沸器。

背景技术

目前，行业内通常利用醇胺溶液捕集烟气中的CO₂，由于这一类吸收剂昂贵，需要循环利用，所以负载CO₂的富液需要进入解吸塔，利用蒸汽加热促进解吸过程。降膜设备具有传热传质效果好和占地面积小的特点，比较适用于CO₂解吸过程。其中，布液器是降膜再沸器最关键的部分，将直接影响其工业价值。一方面，当换热芯体中成膜不均匀时，会出现断流和干壁现象，直接降低降膜再沸器的传热传质效率，严重的话将烧毁设备，造成较大的经济损失和安全隐患。另一方面，尽管成膜较均匀，但液膜厚度过厚也会造成换热系数的降低。对于强化降膜再沸器的传热传质问题来说，布液器的性能至关重要，在设计上既要保证换热管壁成膜的均匀性，还要控制液膜厚度。

在布液器的设计中，至少要保证成膜的均匀性，如公开号为CN201701760U的中国专利文献公开了一种新型降膜再沸器，降膜再沸器封头中安装分布盘，分布盘上均布若干物料通孔，再沸器桶体内部安装若干再沸器列管，在再沸器列管上安装分液帽，分液帽上设置均匀分布的切口，可以实现料液的均匀分布，提高了蒸发效率。虽然现有的布液器设计大部分能够利用不同形式的管内插件保证成膜的均匀性，但由于液膜厚度较厚而导致的传热传质效果欠佳的问题仍然存在，因此，亟需加以改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于CO₂解吸的降膜再沸器，可以通过成膜均匀和减薄液膜厚度来提高传热传质效率，为解吸CO₂过程提供蒸汽动力，降低CO₂捕集系统的再生能耗。

本发明提供了如下技术方案：

一种用于CO₂解吸的降膜再沸器，包括上封头、下封头和带加热腔的壳体，所述壳体的上下两端分别通过法兰与上封头和下封头相连接，所述上封头的顶部设有进液口，所述下封头的底部设有出液口，且下封头的侧部设有出气口，所述壳体侧部的上下端分别设有与加热腔相连通的蒸汽出口和蒸汽进口，所述壳体内上部设有布液器，下部设有换热芯体，所述布液器包括防冲板、均流槽和自流式布膜管组，所述防冲板设于均流槽内，所述自流式布膜管组连接在均流槽下方，所述均流槽底部设有与自流式布膜管组的布膜管一一对应连通的分布孔，所述换热芯体包括换热管组，所述换热管组的两端分别穿设有管板，且换热管组的换热管内设有内部扰流子，所述换热管与布膜管一一对应设置，每根布膜管的下端均同轴插设在对应的换热管内，且布膜管的下端与对应的换热管之间形成环形通道，所述布膜管底端设有盲板，且布膜管的下端设有与环形通道相连通的布膜孔。

优选的，所述防冲板为圆盘状，且防冲板的圆心与均流槽的圆心同轴设置，所述防冲板的横截面积为均流槽横截面积的40％～80％，且防冲板上表面到均流槽顶端面的距离为均流槽高度的1/4～1/6，起到防冲、防溅和均流的目的。

优选的，所述分布孔与对应的布膜管同轴设置，单个分布孔的孔径为单根换热管内径的0.2～0.6倍，所述均流槽的持液高度为20～100mm，所述分布孔的开孔尺寸与持液高度相关，分布孔的开孔孔径在8～12mm范围时，持液高度则在30～80mm。