用于CO2捕集系统板式换热器的防堵换热单元的制作方法

用于co2捕集系统板式换热器的防堵换热单元
技术领域
1.本实用新型属于换热设备技术领域，具体涉及一种用于co2捕集系统板式换热器的防堵换热单元。


背景技术：

2.全球气候变化是当今国际社会备受关注的问题，化石燃料燃烧过程产生的二氧化碳是导致大气中二氧化碳浓度升高的主要原因。要减少世界范围内二氧化碳的排放，且同时满足化石燃料等能源需求，意味着碳捕捉及封存(ccs)技术是十分需要的。二氧化碳捕集和封存技术(ccs)有三种主要捕集方式，分别是燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧。目前技术相对成熟的是燃烧后捕集，即在燃烧排放的烟气中捕集co2。燃烧后捕集有化学吸收法和物理吸附法，但仍存在能耗过高的问题。为了降低能耗，换热器被充分开发应用在二氧化碳捕集系统的各个环节。板式热交换器由于具有换热效率高、结构紧凑轻巧、占地面积小、使用寿命长等优点，被应用于二氧化碳捕集系统。但是燃烧后烟气不可避免的有细微粉尘被贫富液携带，并参与到捕集系统的板式换热器换热中。贫富液由于在换热器中流速、压降等的改变，携带的细微粉尘重新在换热器中沉淀。工业上常用的板式热交换器，主要由压制有人字形波纹的板片焊接或配合垫片压紧组成。这类板式热交换器通道弯曲狭窄，易结垢、堵塞、物理清洗复杂、流动阻力高等缺点，不适用于含杂质的贫富液工质。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种用于co2捕集系统板式换热器的防堵换热单元，解决目前主要由人字形波纹板片焊接或配合垫片压紧组成。这类板式热交换器通道弯曲狭窄，易结垢、堵塞、物理清洗复杂、流动阻力高等缺点，不适用于含杂质的贫富液工质的问题。
4.本实用新型涉及一种用于co2捕集系统板式换热器的防堵换热单元，包括两个及两个以上的换热板对相叠加组成，每个换热板对包括两个换热板片，每个换热板片上压制有多排梯形圆台凸向鼓包和梯形圆台凹向鼓包，梯形圆台凸向鼓包和梯形圆台凹向鼓包在换热板片上交替错列设置，同一板对上的梯形圆台凸向鼓包相互支撑形成流体通道一，相邻换热板对上对向鼓包支撑形成与流体通道一垂直且互不相通的流体通道二。流体通道形成大直通区域流体通道。
5.本实用新型形成的通道中由于鼓包支撑成列排布，形成大直通区域流体通道，流体直通区大，防止换热介质中杂质堵塞换热通道的效果好、承压能力高。同时流体冲刷梯形圆台鼓包迎风面强化传热，通道中梯形圆台凹向鼓包强化直通道湍流状态，强化传热，能效高，流动传热综合性能好。
6.梯形圆台凹向鼓包和梯形圆台凸向鼓包的尺寸相同。
7.梯形圆台凹向鼓包和梯形圆台凸向鼓包的锥角为45
°
，高度为1mm～5mm。
8.梯形圆台凹向鼓包和梯形圆台凸向鼓包的外圆直径为r，相邻的梯形圆台凹向鼓
包和梯形圆台凸向鼓包沿长度方向和宽度方向的间距均为l，则r/2＜l＜r。使板片间距更均匀，支撑点受力更合理，换热器的耐压能力更强，阻力降更小。
9.换热板片沿长度方向上相邻的三个的梯形圆台凹向鼓包和梯形圆台凸向鼓包呈等腰三角形分布。
10.换热板片为不锈钢、碳素钢、低合金钢、镍及镍合金或钛及钛合金，换热板片为冲压成型。生产效率高，生产成本低，环境友好，节省材料。
11.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
12.1、流体冲刷梯形圆台鼓包迎风面强化传热，通道中梯形圆台凹向鼓包强化直通道湍流状态，强化传热，能效高，流动传热综合性能好。
13.2、换热板片通道内流动死区小，凸向鼓包对应侧通道形成大直通区域流体通道，流体直通区大，适合易结垢、粘度系数大、流动压降低、含杂质的介质，可使用高压水直接重洗通道，清洗过程简单高效。
14.3、梯形圆台换热鼓包在换热板片的板面上沿其长度方向凹凸交错分布，沿其宽度方向梯形圆台鼓包呈等腰三角形分布，梯形圆台鼓包的锥角45
°
设计，凹凸鼓包间距保持在r/2＜l＜r的范围内，使板片间距更均匀，支撑点受力更合理，换热器的耐压能力更强，阻力降更小。
15.4、换热板片冲压成型，生产效率高，生产成本低，环境友好，节省材料。
附图说明
16.图1为本实用新型的立体结构示意图；
17.图2为本实用新型的俯视结构示意图；
18.图3为换热板对俯视结构示意图；
19.图4为换热板对的左视结构示意图；
20.图5为图2中a处的放大结构示意图；
21.图6为图1中b处的放大结构示意图；
22.图中：1、梯形圆台凸向鼓包，2、换热板对，3、宽度方向，4、梯形圆台凹向鼓包，5、长度方向，6、换热板片，7、流体通道一，8、流体通道二。
具体实施方式
23.下面对照附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
24.如图1至6所示，本实用新型为用于co2捕集系统板式换热器的防堵换热单元，包括两个及两个以上的换热板对2相叠加组成，每个换热板对2包括两个换热板片6，每个换热板片6上压制有多排梯形圆台凸向鼓包1和梯形圆台凹向鼓包4，多排梯形圆台凸向鼓包1和梯形圆台凹向鼓包4，可以沿长度方向5也可以沿宽度方向3设置，梯形圆台凸向鼓包1和梯形圆台凹向鼓包4在换热板片6上交替错列设置，同一换热板对2上的梯形圆台凸向鼓包1相互支撑形成流体通道一7，相邻换热板对2上对向鼓包支撑形成与流体通道一7垂直且互不相通的流体通道二8。
25.梯形圆台凹向鼓包4和梯形圆台凸向鼓包1的尺寸相同。
26.梯形圆台凹向鼓包4和梯形圆台凸向鼓包1的锥角为45
°
，高度为1mm～5mm。
27.梯形圆台凹向鼓包4和梯形圆台凸向鼓包1的外圆直径为r，相邻的梯形圆台凹向鼓包4和梯形圆台凸向鼓包1沿长度方向5和宽度方向3的间距均为l，则r/2＜l＜r。
28.换热板片6沿长度方向5上相邻的三个的梯形圆台凹向鼓包4和梯形圆台凸向鼓包1呈等腰三角形分布。
29.换热板片6为不锈钢、碳素钢、低合金钢、镍及镍合金或钛及钛合金，换热板片6为冲压成型。
30.工作原理：每个换热板片6上沿宽度方向3上压制有多排梯形圆台凸向鼓包1和梯形圆台凹向鼓包4，流体冲刷梯形圆台鼓包迎风面强化传热，通道中梯形圆台凹向鼓包强化直通道湍流状态，强化传热，能效高，流动传热综合性能好，相邻换热板对2上的梯形圆台凸向鼓包1相互支撑形成垂直互不相通的通道。梯形圆台凸向鼓包1对应侧通道形成大直通区域流体通道7，可以防止co2捕集系统各级换热介质中杂质堵塞换热通道，同时也可使用高压水直接冲洗通道，物理清洗过程简单高效率。本实用新型适合板式换热器承压能力要求高、介质不干净有堵塞流道的工况下，阻力降更小，传热效率更高，防堵塞，易冲洗，整体性能好，具有广阔的应用前景。
31.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
32.在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。