本發(fā)明涉及填料塔中的冷卻設(shè)備，具體涉及一種級(jí)間冷卻器及其級(jí)間冷卻塔盤。

背景技術(shù)：
煙氣二氧化碳吸收塔中傳質(zhì)主要發(fā)生在填料塔頂部，底部由于吸收劑溫度高導(dǎo)致吸收負(fù)荷低，傳質(zhì)效率較低，需要在填料塔中部設(shè)置級(jí)間冷卻裝置，但一般設(shè)置塔板將吸收劑引出塔外進(jìn)行冷卻，包括塔板、板式換熱器和2個(gè)循環(huán)泵等設(shè)備，存在投資費(fèi)用高、流程復(fù)雜等問(wèn)題。中國(guó)實(shí)用新型專利ZL200920250597.X公開一種吸收塔，包括塔體，在塔體內(nèi)設(shè)置有塔板，在塔板之間設(shè)置有收液箱，在塔體被連接有換熱器。該吸收塔需要設(shè)置多個(gè)換熱器，成本較高，設(shè)備復(fù)雜。目前，板式換熱器是一種緊湊型的高效冷卻器，主要用于小流量中低溫流體的冷卻?，F(xiàn)有的板式冷卻器的冷卻芯片數(shù)量少、面積小，當(dāng)需要對(duì)大量的液體介質(zhì)進(jìn)行冷卻時(shí)，冷卻芯片會(huì)連接不可靠，降低設(shè)備冷卻時(shí)的密封效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種級(jí)間冷卻器及其級(jí)間冷卻塔盤，增大氣液傳質(zhì)接觸面積，有效降低吸收塔底部吸收劑的溫度，提高傳質(zhì)效率。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種級(jí)間冷卻器，包括殼體和多個(gè)換熱板對(duì)；所述換熱板對(duì)相互堆疊設(shè)置于殼體內(nèi)，換熱板對(duì)由兩塊對(duì)稱的換熱板組成；所述換熱板對(duì)中的兩塊對(duì)稱的換熱板之間設(shè)有換熱通道，所述殼體相應(yīng)的設(shè)有與換熱通道連通的冷卻劑入口與冷卻劑出口；相鄰的所述換熱板對(duì)之間設(shè)有煙氣吸收通道，所述殼體相應(yīng)的設(shè)有與煙氣吸收通道連通的煙氣入口與吸收劑入口；所述換熱板的兩側(cè)面分別設(shè)有凸起與凹槽。上述技術(shù)方案中，所述級(jí)間冷卻器一般安裝于煙氣吸收塔的中下部，由于煙氣吸收塔中傳質(zhì)主要發(fā)生在吸收塔頂部，吸收液到達(dá)吸收塔的底部時(shí)溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致吸收負(fù)荷低，傳質(zhì)效率降低。設(shè)置級(jí)間冷卻器之后，吸收液通過(guò)級(jí)間冷卻器將溫度控制在最合適的吸收溫度，提高其傳質(zhì)效率。其次，在換熱板的兩側(cè)面分別設(shè)有凸起與凹槽，能夠增加氣液傳質(zhì)的接觸面積；同時(shí)也具有導(dǎo)流的作用，由于吸收劑會(huì)在換熱板對(duì)外側(cè)面上形成液膜，凸起與凹槽使得液膜均勻的分布在換熱板對(duì)外側(cè)面，防止局部液膜過(guò)厚降低傳質(zhì)效率。作為改進(jìn)，所述凹槽由另一側(cè)的凸起形成，所述凸起與凹槽的高度為2～10mm。該設(shè)置能夠便于換熱板的制備，同時(shí)能夠進(jìn)一步增加氣液傳質(zhì)的接觸面積。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述凸起為半圓形凸起。作為改進(jìn)，所述換熱板為不銹鋼板片，厚度為0.4～2mm。作為改進(jìn)，所述換熱板對(duì)中的換熱板上下端分別設(shè)有連接另一個(gè)換熱板的內(nèi)封閉折邊。兩塊對(duì)稱的換熱板通過(guò)內(nèi)封閉折邊上下端相互封閉，與殼體上的冷卻劑入口和冷卻劑出口連通形成換熱通道。進(jìn)一步改進(jìn)，所述內(nèi)封閉折邊的截面為Z字型，該設(shè)置便于安裝固定。作為改進(jìn)，所述殼體在煙氣入口與吸收劑入口設(shè)有用于固定內(nèi)封閉折邊的齒形卡槽。齒形卡槽不僅起到固定內(nèi)封閉折邊，使得換熱板對(duì)內(nèi)形成封閉的換熱通道，而且便于換熱板對(duì)在殼體內(nèi)的安裝于拆卸。作為改進(jìn)，所述換熱板對(duì)中的換熱板左右側(cè)分別設(shè)有用于連接相鄰換熱板對(duì)的外封閉折邊。兩對(duì)相鄰的換熱板對(duì)通過(guò)外封閉折邊使得兩者之間左右側(cè)相互封閉，與殼體上的煙氣入口和吸收劑入口形成煙氣吸收通道，從而實(shí)現(xiàn)煙氣吸收通道與換熱通道相互分離。作為改進(jìn)，所述外封閉折邊的截面為Z字型。該設(shè)置便于安裝固定，其次，外封閉折邊還起到吸收劑的導(dǎo)流作用。作為改進(jìn)，所述煙氣吸收通道的通道間距為4～20mm，幾何比表面積為80～300m2/m3。作為改進(jìn)，所述凸起與凹槽依次交錯(cuò)設(shè)置。進(jìn)一步增大對(duì)吸收劑的導(dǎo)流作用。作為改進(jìn)，所述換熱板上的凸起與相鄰的換熱板上的凸起固定。該設(shè)置可以提供整體的牢固度，同時(shí)相互固定的凸起也起到對(duì)吸收劑的導(dǎo)流作用，進(jìn)一步均勻分散吸收劑。本發(fā)明還提供一種級(jí)間冷卻塔盤，包括圓環(huán)形外殼、安裝在圓環(huán)形外殼內(nèi)的規(guī)整填料和級(jí)間冷卻器；所述級(jí)間冷卻器選自上述的級(jí)間冷卻器；所述規(guī)整填料設(shè)置于級(jí)間冷卻器的殼體與圓環(huán)形外殼之間；所述圓環(huán)形外殼上設(shè)有與級(jí)間冷卻器的冷卻劑入口與冷卻劑出口連通的開口。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：本發(fā)明提供的級(jí)間冷卻器和級(jí)間冷卻塔盤能夠增大氣液傳質(zhì)接觸面積，有效降低吸收塔底部吸收劑的溫度，提高傳質(zhì)效率；其次，級(jí)間冷卻器由于結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，便于安裝于拆卸，降低了使用成本。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例中級(jí)間冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施例中級(jí)間冷卻器殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施例中換熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中A區(qū)域的局部方法圖；圖5為實(shí)施例中局部換熱板對(duì)的右視圖；圖6為實(shí)施例中局部換熱板對(duì)的俯視圖；圖7為實(shí)施例中級(jí)間冷卻塔盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為實(shí)施例中去掉圓環(huán)形外殼后的級(jí)間冷卻塔盤的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、殼體；11、規(guī)整填料；12、圓環(huán)形外殼；2、換熱板；21、內(nèi)封閉折邊；22、外封閉折邊；23、凸起；24、凹槽；3、吸收劑入口；4、煙氣入口；5、冷卻劑入口；6、冷卻劑出口；7、齒形卡槽；8、換熱通道；9、煙氣吸收通道。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所述的級(jí)間冷卻器，安裝在煙氣吸收塔的中下部，包括殼體1和多個(gè)換熱板對(duì)。換熱板對(duì)相互堆疊設(shè)置于殼體1內(nèi)，換熱板對(duì)由兩塊對(duì)稱的換熱板2組成，換熱板2為不銹鋼板片，厚度為1mm。如圖2所示，殼體1為長(zhǎng)方體，具體的形狀根據(jù)吸收塔決定。殼體1上下側(cè)面開口，上側(cè)開口作為吸收劑入口3和煙氣出口，下側(cè)開口作為煙氣入口4和吸收劑出口。殼體1左右側(cè)分別設(shè)有圓形開口，右側(cè)圓形開口作為冷卻劑入口5，左側(cè)圓形開口作為冷卻劑出口6，左右圓形開口分別安裝到吸收塔塔壁用于連通循環(huán)冷卻水。如圖3～6所示，級(jí)間冷卻器中的換熱板2形狀大小都相同，通過(guò)兩塊對(duì)稱的換熱板2平行安裝組成換熱板對(duì)，而換熱板對(duì)再依次堆疊設(shè)置在殼體1內(nèi)，換熱板對(duì)的安裝方向分別垂直于殼體1上下側(cè)面開口以及殼體1左右側(cè)圓形開口。換熱板2的兩側(cè)面分別設(shè)有凸起23與凹槽24，凹槽24由另一側(cè)的凸起23形成，且凸起23與凹槽24的高度為4mm。針對(duì)換熱板2的外側(cè)面，間隔設(shè)置第一排凹槽24，第二排設(shè)置凸起23，依此順序交錯(cuò)進(jìn)行設(shè)置。換熱板上的凸起23與相鄰的換熱板上的凸起23固定，此時(shí)換熱板2外側(cè)面的凸起23高度等于外封閉折邊22的高度，而換熱板2內(nèi)側(cè)面的凹槽24高度也等于內(nèi)封閉折邊21的高度。相互固定的凸起23也起到對(duì)吸收劑的導(dǎo)流作用，進(jìn)一步均勻分散吸收劑。換熱板對(duì)中的換熱板2上下端分別設(shè)有連接另一個(gè)換熱板2的內(nèi)封閉折邊21。兩塊對(duì)稱的換熱板2通過(guò)內(nèi)封閉折邊21上下端相互封閉，與殼體1上的冷卻劑入口5和冷卻劑出口6連通形成換熱通道8。內(nèi)封閉折邊21的截面為Z字型，而殼體1在煙氣入口4與吸收劑入口3設(shè)有用于固定內(nèi)封閉折邊21的齒形卡槽7。齒形卡槽7不僅起到固定內(nèi)封閉折邊21，使得換熱板對(duì)內(nèi)形成封閉的換熱通道8，而且便于換熱板對(duì)在殼體1內(nèi)的安裝于拆卸。換熱板對(duì)中的換熱板2左右側(cè)分別設(shè)有用于連接相鄰換熱板對(duì)的外封閉折邊22，外封閉折邊22的截面為Z字型，對(duì)吸收劑具有導(dǎo)流作用。兩對(duì)相鄰的換熱板對(duì)通過(guò)外封閉折邊22使得兩者之間左右側(cè)相互封閉，與殼體1上的煙氣入口4和吸收劑入口3形成煙氣吸收通道9，煙氣吸收通道9的通道間距為12mm，幾何比表面積為190m2/m3，從而實(shí)現(xiàn)煙氣吸收通道9與換熱通道8相互分離。如圖7和8所示，級(jí)間冷卻塔盤包括圓環(huán)形外殼12、安裝在圓環(huán)形外殼12內(nèi)的規(guī)整填料11和級(jí)間冷卻器；規(guī)整填料11設(shè)置于級(jí)間冷卻器的殼體1與圓環(huán)形外殼12之間；圓環(huán)形外殼12上設(shè)有與級(jí)間冷卻器的冷卻劑入口5與冷卻劑出口6連通的開口。性能試驗(yàn)：采用實(shí)施例中的級(jí)間冷卻塔盤的吸收塔進(jìn)行性能測(cè)試，圓環(huán)形外殼12的直徑為800mm，與未安裝級(jí)間冷卻塔盤的吸收塔進(jìn)行比較。未采用級(jí)間冷卻器的條件下：煙氣處理量1300Nm3/h，CO2濃度13.28％，溫度40℃，采用30wt％MEA溶液，貧液負(fù)荷0.3molCO2/molMEA，富液負(fù)荷0.524CO2/molCO2，溶液循環(huán)量7.7m3/h；在填料高度4m處，富液溫度達(dá)到68～70℃。采用級(jí)間冷卻器的條件下：將級(jí)間冷卻器安裝在4m填料下端，溶液溫度降低至40℃，富液負(fù)荷0.567molCO2/molMEA，溶液循環(huán)量6.5m3/h，循環(huán)量降低15.6％。