1.一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器,其特征在于:包括电机(1)、壳体(2)、离心滚筒(3)、透气薄膜(4),透气薄膜(4)设置于壳体(2)内部,将壳体(2)内部从内向外划分为两个腔室,透气薄膜(4)表面分布有多个孔隙(41),使两个腔室气流互通,离心滚筒(3)在壳体(2)内位于内侧的腔室中,电机(1)安装于壳体(2)顶部,其电机轴自壳体(2)顶面穿入其中并与离心滚筒(3)的上端连接,壳体(2)的顶面上间隔开设有通向内侧的腔室的进液口(21)和出气口(22),底面上开设有通向内侧的腔室的出液口(24),下侧面开设有通向外侧的腔室的进气口(23),进液口(21)正对离心滚筒(3)上表面。
2.根据权利要求1所述的一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器,其特征在于:离心滚筒(3)包括连接平台(31)、滚筒本体(32),连接平台(31)的底面与滚筒本体(32)的顶面固定,连接平台(31)为径向截面呈环状的圆盘结构,其内环与电机(1)螺纹连接,使电机轴与离心滚筒(3)同轴,外环的周面上间隔开设有多个圆形窗口,进液口(21)正对连接平台(31)的环形凹陷处。
3.根据权利要求2所述的一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器,其特征在于:滚筒本体(32)包括第一环形板(321)、条形板(322)、环形板加强筋(323)、第二环形板(324),第一环形板(321)、第二环形板(324)相对平行间隔设置,两者之间设有多个呈圆周间隔排列的条形板(322),每个条形板(322)的两端分别与第一环形板(321)、第二环形板(324)固定,环形板加强筋(323)设置于多个条形板(322)中部,条形板(322)依次穿设于环形板加强筋(323)中并与其固定,第一环形板(321)与连接平台(31)的底面固定。
4.根据权利要求3所述的一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器,其特征在于:第一环形板(321)、环形板加强筋(323)、第二环形板(324)三者同轴,环形板加强筋(323)上间隔开设有一圈数量及形状与条形板(322)匹配的长条孔,多个长条孔倾斜开设并呈叶轮叶片形式排列,多个条形板(322)的旋向与电机(1)的旋转方向相反。
5.根据权利要求1所述的一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器,其特征在于:离心滚筒(3)的长径比为(5~10):1。
6.根据权利要求1所述的一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器,其特征在于:离心滚筒(3)和透气薄膜(4)均为圆筒状且同轴设置,透气薄膜(4)的两端分别嵌设于壳体(2)的两个内端面中且与壳体(2)焊接固定。
7.根据权利要求1所述的一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器,其特征在于:还包括机架(5),壳体(2)的下部与机架(5)的上部固定。
8.根据权利要求1所述的一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器,其特征在于:孔隙(41)的孔径为300~650微米,透气薄膜(4)的厚度为0.4~0.6mm。
9.一种如根据权利要求1~8任一所述的低温碳捕集用降膜式凝华换热器的工作方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一:进行压力实验和气密实验,确保水压和气密合格,将壳体的进气口通过进气针阀与外界烟气预处理系统出口相连,壳体的出气口通过出气针阀与外界洁净气体后处理系统相连,壳体的进液口通过进液球阀与外界制冷剂相连,壳体的出液口通过出料球阀与外界浆液处理系统相连;
步骤二:打开进液球阀和出料球阀,通入低温异戊烷对换热器进行预冷,低温异戊烷经壳体的进液口进入,下落至离心滚筒,并溢流而向下运动,当温度降低至规定温度时打开电机,电机带动离心滚筒转动,使其外壁流下的制冷剂在离心作用下甩至透气薄膜的内壁,并沿透气薄膜内壁向下运动形成液膜,继续通入低温异戊烷直至换热器内腔温度低于二氧化碳凝华温度;
步骤三:打开进气针阀,经外界烟气预处理系统降温至接近二氧化碳凝华温度的烟气从壳体的进气口进入,在透气薄膜外侧的腔室内聚集,并通过透气薄膜上的孔隙向内侧的腔室运动,烟气中的二氧化碳从透气薄膜外侧向内侧运动时,与透气薄膜内侧的低于二氧化碳凝华温度的低温异戊烷进行热质传递并凝华为固体,其中一部分固体粘附在透气薄膜内表面,另一部分固体经制冷剂冲刷落下;随着热质传递的进行,经透气薄膜外表面向其内表面运动的烟气将粘附在透气薄膜内表面的固体吹扫落下,烟气穿过透气薄膜后得到二氧化碳组分含量减少的洁净烟气,打开出气针阀,经出气口引出;低温液体裹挟着固体从底部的出液口排出。
10.根据权利要求9所述的一种低温碳捕集用降膜式凝华换热器的工作方法,其特征在于:在步骤二中,当温度降低至‑30℃±0.25℃时打开电机,二氧化碳凝华温度为‑78℃±
0.2℃。