ДЫМОВАЯ ТРУБА Российский патент 1997 года по МПК F23J11/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, более конкретно к топочным устройствам, оснащенным средствами для отвода и очистки дымовых газов.

Известны топочные устройства, в которых дымовая труба установлена концентрично к воздухозаборной трубе и имеет диффузор для выброса в атмосферу дымовых газов [1] Недостатками топочного устройства являются загрязнение окружающей среды вследствие отсутствия системы очистки дымовых газов, а также невысокий коэффициент сгорания топлива.

Наиболее близким изобретением к данному изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является дымовая труба, содержащая расположенные концентрично с зазором газоотводящий ствол и наружную трубу с установленным на ней насадком [2]
Недостатком известной дымовой трубы является невысокая эффективность сжигания топлива и очистки дымовых газов.

Технический результат изобретения состоит в улучшении технических и экологических характеристик дымовой трубы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной дымовой трубе, содержащей расположенные концентрично с зазором газоотводящий ствол и наружную трубу с установленным на ней насадком, последний выполнен в виде конфузора с выходным патрубком, установленного с кольцевым зазором вокруг наружной трубы с образованием камеры смешения, а наружная труба в нижней части выполнена с патрубком для соединения кольцевого зазора с системой очистки рециркуляции дымовых газов. При этом насадок может быть снабжен регулятором потока газов в виде заслонки, установленной в выходном патрубке и/или камере смешения. Наружная труба в нижней части может быть снабжена бункером с разгрузочным патрубком в донной части, при этом бункер размещен ниже патрубка для соединения кольцевого зазора с системой очистки и рециркуляции дымовых газов.

На чертеже представлена дымовая труба (вертикальный разрез).

Дымовая труба топочного устройства 1 содержит расположенные концентрично с зазором газоотводящий ствол 2 и наружную трубу 3, смонтированную на опорах 4, с установленным на ней насадком 5. Насадок 5 выполнен в виде конфузора с выходным патрубком 6, установленного с кольцевым зазором вокруг наружной трубы 3 с образованием камеры смешения 7. В нижней части наружная труба 3 выполнена с патрубком 8 для соединения кольцевого зазора с системой 9 очистки и рециркуляции дымовых газов. Насадок 5 снабжен регулятором потока газов в виде заслонки 10 (подвижной), установленной в выходном патрубке 6 и/или камере смешения 7. Заслонка 10 может выдвигаться или поворачиваться на оси.

Наружная труба в нижней части снабжена бункером 11 с разгрузочным патрубком 12 в донной его части. Бункер размещен ниже патрубка 9 для соединения кольцевого зазора с системой очистки и рециркуляции дымовых газов и отделен сеткой 13 от кольцевого пространства наружной трубы для отбоя рециркулируемого потока дымовых газов.

Система 9 очистки и рециркуляции дымовых газов (в виде барботера) сообщается трубопроводом 14 с дутьевым насосом 15, который соединен трубопроводом 16 через эжектор 17 с топочным устройством 1.

Дымовая труба работает следующим образом.

Образующиеся при сгорании топлива в топочном устройстве 1 дымовые газы под напором (Q_H) естественной и принудительной тяги поднимаются по газоотводящему стволу 2 вверх и, достигнув конфузора, частично уходят в атмосферу через патрубок 6, а частично отражаются конфузором в кольцевой зазор между газоотводящим стволом 2 и наружной трубой 3. За счет эжекционного эффекта, возникающего при разрежении газового потока в камере смешения 7, происходит затягивание атмосферного воздуха (Q_B) в кольцевой зазор между стенками камеры и наружной трубы. Обогащенная атмосферным воздухом дымовая смесь (Q_СМ направляется вниз по наружной трубе 3. При прохождении газовой смеси вниз по наружной трубе 3 из нее выпадают тяжелые частицы и загрязнения, которые накапливаются в бункере 11, а частично очищенная от механических примесей газовая смесь направляется по патрубку 8 в систему 9 очистки и рециркуляции дымовых газов устройство мокрой очистки в виде барботера. Проходя через активную жидкую среду 18 барботера, газовая смесь дополнительно очищается от вредных элементов, которые, вступая в химическую реакцию с активной средой, образуют соединения, выпадающие вместе с инертными веществами в осадок 19. Шиберная заслонка 20 служит для периодического удаления шлама из барботера.

Очищенная газовоздушная смесь с остатками теплотворных соединений от недогоревших соединений топлива поступает по всасывающему трубопроводу 14 в дутьевой насос 15 и нагнетается последним по трубопроводу 16 в топочное устройство. Эжектор 17 дополнительно обогащает смесь атмосферным воздухом.

Дымовая труба обеспечивает многократную циркуляцию вторичных газов с дожиганием теплотворных веществ и улавливанием тяжелых частиц и соединений. Степень очистки зависит от соотношения диаметров патрубка 6, камеры смешения 7, наружной трубы 3 и газоотводящего ствола 2. Уменьшение отверстия патрубка 6 уменьшает выход газов в атмосферу, но повышает степень их очистки. Регулирование площади отверстия патрубка и кольцевого зазора камеры производится заслонками, управляемыми механически с фонарной площадки 21 или автоматически с пульта оператора.

В зависимости от вида топлива или сжигаемых веществ (газ, уголь, нефть, отходы бытовые, полимеры и др.) могут применяться различные виды очистных устройств барботеры, циклоны, фильтры, комбинированные системы сухой и мокрой очистки.

Изобретение позволяет обеспечить избирательную очистку дымовых газов, то-есть улавливать тяжелые частицы и несгоревшие фракции топлива, но выбрасывать в атмосферу безвредные окислы сгоревших веществ. Несгоревшие горючие вещества после прохождения системы очистки и после обогащения кислородом воздуха вторично направляются в топку. Цикл повторяется многократно, и такая рециркуляция обеспечивает высокую степень очистки простыми средствами и повышение КПД топочного устройства.

Использование: в области теплоэнергетики, в топочных устройствах, оснащенных средствами для отвода дымовых газов. Сущность изобретения: дымовая труба состоит из газоотводящего ствола 2 и концентричной ему наружной трубы 3, насадка 5, системы 9 очистки дымовых газов. Насадок выполнен в виде конфузора с выходным патрубком 6 и установлен с кольцевым зазором вокруг наружной трубы с образованием камеры смещения 7. Наружная труба выполнена с патрубком 8 для соединения с системой 9 очистки и рециркуляции дымовых газов и снабжена бункером 11 с разгрузочным патрубком 12 в донной части. Бункер размещен ниже патрубка 8, соединяющего кольцевой зазор труб с системой 9 очистки и рециркуляции дымовых газов. Насадок 5 снабжен регулятором потока газов в виде заслонки 10, установленной в выходном патрубке и/или в камере смешения. Устройство обеспечивает избирательную очистку дымовых газов и повышает к.п.д. сгорания топлива простыми средствами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Дымовая труба, содержащая расположенные концентрично с зазором газоотводящий ствол и наружную трубу с установленным на ней насадком, отличающаяся тем, что насадок выполнен в виде конфузора с выходным патрубком, установленного с кольцевым зазором вокруг наружной трубы с образованием камеры смешения, а наружная труба в нижней части выполнена с патрубком для соединения кольцевого зазора с системой очистки и рециркуляции дымовых газов. 2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что насадок снабжен регулятором потока газов в виде заслонки, установленной в выходном патрубке и/или камере смешения. 3. Труба по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что наружная труба в нижней части снабжена бункером с разгрузочным патрубком в донной части, при этом бункер размещен ниже патрубка для соединения кольцевого зазора с системой очистки и рециркуляции дымовых газов.