КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК F22B33/18 

Изобретение относится к котельным установкам коммунального и промтеплоэнергетического назначения.

Известны конструкции отопительных и энергетических котельных установок с сотовыми термокатализаторами (например, описанная в статье Powder additive reduce No formation. The Heating and Ventilating Engineer, 1986, N 2).

Недостатком такого решения является повышенное аэродинамическое сопротивление в узлах подвода и отвода газов к катализатору, а также в самом катализаторе, неравномерность распределения потока по сотам, а также отсутствие золоудаления из катализатора в случае использования каменноугольного топлива.

Наиболее близким по технической сущности решением является котельная установка по патенту Великобритании N 1544169, кл. F 22 B 33/18, опубл. 1979. Эта котельная установка содержит вертикальные сотовые каталитические элементы, встроенные в газоходы котла, работающие на жидком или газообразном топливе.

При такой конструкции происходит термокаталитическое дожигание летучих горючих веществ или восстановление окислов азота при неравномерном распределении газов по сотам, повышенном аэродинамическом сопротивления как вследствие потерь давления в узлах подвода и отвода газов в предшествующих по ходу газа аппаратах, так и в самих каталитических элементах вследствие того, что возникающая при дожигании в катализаторе дополнительная гравитационная сила направлена противоположно силе тяги. Это практически исключает работу котельной установки на естественной тяге. Кроме того, подобный катализатор не может быть вмонтирован в действующую котельную установку при ее ремонте и реконструкции, т.к. потребуется переделка всего котла, а также не может быть использован при слоевом сжигании твердого топлива, особенно с ручным управлением.

Цель изобретения повышение монтажных, энергетических и экологических показателей котельной установки с термокатализатором, в том числе при сжигании твердого топлива в слое.

Схемы катализатора и котельной установки показаны на фиг. 1 и фиг.2.

Цель достигается тем, что вертикальный сотовый катализатор 5 размещается в коробчатом корпусе 1, покрытом теплоизоляцией 2, имеющем развитые камеры подвода 3 и отвода газов так, что их сечение много больше сечения подводящего 7 и отводящего 6 патрубков, а также больше суммарного живого сечения для прохода газов в каталитических элементах 5, и они служат камерами постоянного статического давления. Кроме того, нижняя (подводящая газ к катализатору) камера статического давления больше верхней, отводящей газ, и в ней размещены пылеотделяющие элементы 4, а также подводящий патрубок 7 и устройство 8 для подвода высокотемпературного газа байпасного трубопровода или подогрева газа от вспомогательной горелки 12, а также и патрубок 9 для подвода газа с более низкой температурой после котла
Кроме того, нижняя камера статического давления снизу снабжена накопительным бункером 10 и затвором 11 для отвода накопившейся золы и других твердых частиц.

Сотовый катализатор пылеосадитель связан на входе двумя газоходами с котлом 13, а на выходе отводящим газоходом с экономайзером 14. Экономайзер же, в свою очередь, на выходе связан газоходом 15 с дымовой трубой. В линию газохода 15 может в случае нехватки тяги дымовой трубы быть встроен также дымосос.

Котельная установка работает следующим образом
Газы после котла 13, содержащие горючие летучие вещества и взвешенные твердые частицы, поступают по отводящему газоходу котла через патрубок 9 и затем через патрубок 7 в камеру статического давления 3 под сепарирующее устройство 4. Если температура газов после котла недостаточна для реализации реакции окисления в катализаторе, то через добавочное входное устройство 8 в камеру статического давления 3 добавляются в необходимом количестве высокотемпературные газы, например, отбираемые через байпасный трубопровод из-под свода котла до их поступления в конвективные шахты или от специальной вспомогательной подогревающей горелки 12.

После выхода из сотовых элементов катализатора газы, где в результате экзотермической реакции окисления они дополнительно подогреваются, собираются в верхней (выходной) камере статического давления и через патрубок 6 и отводящий газоход котла направляются в экономайзер 14, где от них отбирается вся сумма избыточной тепловой энергии перед выбросом отработавших газов через отводящий газоход котельной установки 15 и дымовую трубу 16 в атмосферу.

Использование энергетика, отопительные котельные установки. Сущность изобретения: в отводящем газоходе котла размещен экономайзер. Термокатализатор 5 выполнен из вертикальных активных элементов, образующих сотовую структуру, расположен вне котла и размещен вместе с сепарирующим устройством в индивидуальном корпусе 1, выполненном с бункером для сбора пыли. Термокатализатор 5 размещен в корпусе между патрубками 9 и 6 соответственно подвода и отвода газов с образованием верхней и нижней камер, причем нижняя камера превышает верхнюю по объему. Патрубок 9 подключен к отводящему газоходу котла, а патрубок 6 - к отводящему газоходу котла в зоне размещения экономайзера. Байпасный трубопровод своими концами подключен к патрубку 9 и к котлу в зоне высокотемпературных газов. 2 ил.

Котельная установка, содержащая котел с отводящим газоходом и размещенным в последнем экономайзером и термокатализатор, отличающаяся тем, что она снабжена сепарирующим устройством для пыли и байпасным трубопроводом, причем термокатализатор выполнен из вертикальных активных элементов, образующих сотовую структуру, расположен вне котла и помещен вместе с сепарирующим устройством в индивидуальный корпус, выполненный с бункером для сбора пыли и патрубками подвода и отвода газов, подключенными соответственно к его нижней и верхней частям, при этом термокатализатор размещен в корпусе между упомянутыми патрубками с образованием верхней камеры и превышающей по объему последнюю нижней камеры, патрубок подвода газов подключен к отводящему газоходу котла, патрубок отвода газов к отводящему газоходу котла в зоне размещения экономайзера, а байпасный трубопровод своими концами подключен к патрубку подвода газов и к котлу в зоне высокотемпературных газов.