УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВОДЯНЫХ ПАРОВ И ДРУГИХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ Российский патент 2022 года по МПК B01D53/60 F23D11/10 

Описание патента на изобретение RU2773215C2

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для очистки дымовых газов от водяных паров заводских труб, труб АЭС и ТЭЦ.

Известны устройства аналогичного назначения, например, «Способ и устройство для очистки дымовых газов, утилизации их тепла и улавливание компонентов» автора Ежова В.С. по патенту РФ №2186612, МПК B01D 53/60 [1].

Это устройство содержит зону обработки в газоходе с размещенными в ней теплообменной и абсорбционной секциями, переточную камеру, распределитель жидкости, порог, подъемную трубу эрлифта и поддон с гидрозатвором.

Недостатком данного устройства является его значительная сложность, требующая большой реконструкции для внедрения на действующем предприятии. Кроме того, комплекс оборудования этого устройства размещается до дымососа, т.е. до подачи очищенных дымовых газов в трубы АЭС или ТЭЦ, что потребует остановки производства при его монтаже.

Известен также «Способ утилизации тепла и осушения дымовых газов и устройство для его осуществления» авторов Князькина Г.Ю., Князькиной Т.Г., Волкова Д.Ю., Щеблыкина А.В. по патенту РФ №2561812, МПК F22B 1/18 [2].

Данная установка для утилизации тепла и осушения дымовых газов содержит теплообменники, напорный вентилятор, газоходы, щелевой эжектор, трубопроводы, насос, причем поток дымовых газов после теплообменников разделяется на два потока: большой и малый, причем на малом потоке установлен напорный вентилятор, после прохождения которого малый поток поступает в сопло щелевого эжектора, где потоки смешиваются.

Недостатком данного устройства является также его значительная сложность, требующая большой реконструкции действующего производства, поскольку оно устанавливается путем врезки в существующий газоход до подачи очищенных дымовых газов в трубу АЭС или ТЭЦ.

Известно также устройство для конденсации водяных паров непосредственно в дымоходной трубе, например, «Устройство для очистки дымовых газов» авторов Цветкова П.Н. и Щепалова С.Л. по авторскому свидетельству СССР №245265, МПК F23J, кл. 24g, 6/20 [3].

Устройство содержит установленные в дымоходе по вертикали одна над другой конусообразные вставки с размещенными в них патрубками с соплами, в которые подается по ходу газов холодный воздух и пар между вставками.

Основной недостаток данного устройства в том, что конденсат будет стекать по стенкам трубы, что приводит в течение времени к ее разрушению. Кроме того, для эффективного осаждения водяных паров потребуется большое количество конусообразных вставок, которые сложно разместить в дымовой трубе АЭС или ТЭЦ,

Аналогом предлагаемого изобретения является также «Система для очистки дымовых газов» авторов Селянина И.Ф., Сенкус В.В., Феоктистова и др. по патенту РФ №2462292, МПК B01D 47/00 [4].

Данная система содержит каскадный модуль конусных колец, форсунки для воды, трубопроводы, насос и отстойник для очистки воды с нейтрализатором.

Работа системы происходит следующим образом. Дымовые газы, поднимающиеся по трубе, проходят через щели между конусами каскада полых конусных колец и попадают в аэрозоль тонко диспергированной воды, создаваемой форсунками. Аэрозоль из дымовых газов с примесями выпадает моросью на поверхность конусных колец, скатывается в кольцевой желоб и по отводящему каналу подается в систему очистки воды.

Недостаток этой системы в том, что используется сама выходная труба, внутри которой размещается протяженный каскадный модуль конусных колец и другое оборудование, требующее вмешательство в существующую конструкцию трубы АЭС или ТЭЦ.

Кроме того, поскольку очистка дымовых газов производится диспергированной до аэрозолей воды, следует ожидать значительных выбросов воды в паровой фазе и в фазе аэрозолей в уходящих дымовых очищенных газах.

Задачей предлагаемого изобретения является создание автономного «Устройства для удаления водяных паров и других примесей из дымовых газов», размещаемого на дымовых заводских трубах или трубах АЭС, ТЭЦ без реконструкции последних и без изменения технологии их использования.

Технической проблемой, которую решает настоящее изобретение, является оснащение существующих дымовых и вентиляционных (далее дымовых) труб техническими средствами, которые бы обеспечили максимальное выделение водяных паров из газов, приносящих значительный вред окружающей природе и населению.

Технический результат заключается в следующем:

- устройство выполнено в виде автономного съемного купола, размещаемого на существующих дымовых заводских трубах или трубах АЭС, ТЭЦ;

- использован эффект пропуска дымовых частично охлажденных дымовых газов через нагнетательные трубки, опущенные в воду, до контрольного уровня на дне купола;

- дополнительное охлаждение дымовых газов производится нагнетательным вентилятором от атмосферного воздуха или циркуляцией воды в куполе устройства;

- конденсат водяных паров, содержащий также взвешенные частицы и другие растворенные в дымовых газах вредные примеси, отводится за пределы дымовой трубы или очищается в дополнительном баке.

Технический результат достигается за счет того, что содержит купол, установленный на выходном устье дымовой трубы, с выполненным в нем окном в верху для выхода очищенного газа, внизу - выпускным отверстием, с патрубком для выпуска воды, расположенным на установленном уровне воды в куполе, и дополнительным патрубком внизу для циркуляции воды в куполе, кроме того, купол содержит также расположенные в нем по направлению движения газов оголовок трубы с нагнетательным вентилятором в своем кожухе и дополнительный кожух в форме перевернутого стакана с датчиком температуры и пакетом нагнетательных трубок, причем купол при запуске устройства заполнен водой до выпускного отверстия, определяющего максимальный уровень воды в куполе, нагнетательные трубки установлены их верхними концами с перфорацией в газовой зоне перевернутого стакана, нижними концами трубок в воду ниже ее установленного уровня, кожух вентилятора соединен с атмосферой дополнительным воздушным патрубком, а патрубок выпускного отверстия воды через дополнительную трубу соединен с накопительным баком, на выходе которого установлен насос, подключенный через управляемый вентиль к дополнительному патрубку для циркуляции воды в куполе.

На чертеже показано в разрезе «Устройство для удаления водяных паров и других примесей из дымовых газов».

Устройство содержит размещаемый на дымовой трубе 1 купол 2, содержащий оголовок 3 трубы, кожух в форме перевернутого стакана 4, причем купол имеет вверху окно 5 для выхода очищенного газа, к стакану прикреплен пакет нагнетательных трубок 6, опущенных в воду ниже заданного уровня воды в куполе, причем их верхняя часть с перфорацией находится в газовой зоне стакана, а оголовок оснащен нагнетательным вентилятором 7 в своем кожухе, к которому подведен дополнительный воздушный патрубок 8, сообщающийся с атмосферным воздухом. В нижней части купола имеется оснащенное патрубком выпускное отверстие 9 для воды, определяющее «максимальный уровень», после чего происходит слив по конденсатной трубе 10. Для первоначального заполнения купола водой и для его промывки при удалении возможного осадка используется дополнительный патрубок 11 для циркуляции воды в куполе со своим управляющим вентилем 12. Для уменьшения давления на трубу купол может быть оснащен дополнительными опорами (не показано на чертеже), а оголовок входить в состав купола или отдельно закрепляться на дымовой трубе. При использовании предлагаемого устройства на дымовых трубах, имеющих высокие значения температур выходящих газов, дополнительно устанавливается в стакане купола датчик температуры 13, на выходе конденсатной трубы накопительный бак 14 для охлаждения и очистки воды, выход которого через насос 15 и через вентиль подключен к дополнительному патрубку купола.

«Устройство для удаления водяных паров и других примесей из дымовых газов» работает следующим образом. До начала работы в нижнюю часть купола 2 закачивается вода до уровня вытекания ее из патрубка выпускного отверстия 9. К патрубку выпускного отверстия 9 присоединяется дополнительная труба 10 для отвода загрязненного конденсата в накопительный бак 14 или за пределы дымовой трубы.

Дымовые газы при работе трубы 1 проходят в оголовок 3. При включенном вентиляторе 7 происходит засос через патрубок 8 атмосферного воздуха, который после выхода его из кожуха вентилятора перемешивается в оголовке 3 с дымовыми газами, охлаждая их. Далее смесь этих газов под давлением поступает в перевернутый стакан 4 и затем через нагнетательные трубки 6 с перфорацией закачивается в жидкость, находящуюся на заданном «уровне воды» в куполе. В жидкости происходит конденсация паров воды и осаждение других вредных примесей из дымовых газов, а очищенные газы перемещаются между стенками стакана 4 и купола 2 и выходят в атмосферу через окно 5. При конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах, происходит увеличение объема жидкости в куполе и при превышении заданного «уровня воды» ее излишки через патрубок отверстия 9 сливаются по трубе 10 в бак 14 или за пределы дымовой трубы.

Для улучшения проникновения дымовых газов под слой воды верхние концы трубок 6 стакана выполнены с перфорацией, поэтому суммарная площадь верхнего конца трубок, находящихся под давлением газа, больше площади нижнего конца трубок, находящихся в жидкости.

Температура дымовых газов в трубах для разных котлоагрегатов может находиться в диапазоне 110…250 градусов Цельсия. Применение данного устройства для труб с высокой выходной температурой может потребовать либо предварительного охлаждения дымовых газов до дымохода, либо увеличение размеров купола и введение дополнительных вентиляторов для забора атмосферного охлаждающего воздуха, либо обеспечить циркуляцию воды в куполе устройства. Для этого на основании показаний датчика 13, если температура превышает заданную, очищенную и охлажденную воду из бака 14 через насос 15, открытый вентиль 12 и патрубок 11 подают в купол 2 устройства, при этом горячая вода будет сливаться через патрубок отверстия 9, трубу 10 обратно в бак 14.

Необходимость избавляться от водяных паров поясняется фактом, что каждая тонна пара, выброшенная в атмосферу, эквивалентна по «парниковому эффекту» 360 кг углекислого газа. Например, в 2015 году все АЭС РФ выбросили в атмосферу 730 млн. т водяного пара, что эквивалентно 260 млн. т углекислого газа [5]: [электронный ресурс] www.proatom.ru.

Проблема очистки от дымовых газов изложена также в перечисленных следующих источниках [6, 7, 8, 9, 10].

Агрегатирование всех узлов для выполнения задачи выделения водяных паров из дымовых газов в одном корпусе купола, позволяет обеспечивать автономную работу и установку купола для уже работающих заводских труб, труб АЭС и ТЭЦ без переработки технологии их использования.

Для массового внедрения предложенного устройства целесообразно разработать конструкторскую документацию для нескольких типоразмеров куполов применительно к разным типам дымовых и вентиляционных труб, выбрасывающих в атмосферу значительные объемы водяных паров.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Ежов В.С. Способ и устройство для очистки дымовых газов, утилизации их тепла и улавливание компонентов. Патент РФ №2186612, МПК B01D 53/60.

2. Князькин Г.Ю., Князькина Т.Г., Волков Д.Ю., Щеблыкин А.В. Способ утилизации тепла и осушения дымовых газов и устройство для его осуществления. Патент РФ №2561812, МПК F22B 1/18.

3. Цветков П.Н., Щепалов С.Л. Устройство для очистки дымовых газов. Патент РФ №245265, МПК F23j, кл. 24g 6/20.

4. Селянин И.Ф., Сенкус В.В., Феоктистов А.В. и др. Система для очистки дымовых газов. Патент РФ №2462292, МПК B01D 47/00.

5. Информационное агенство PRoАтом [электронный ресурс] www.proatov.ru

6. Беспалов В.И., Беспалов В.В. Способ глубокой утилизации тепла дымовых газов. Патент РФ №2606296, МПК F24H 8/00, F22B 1/18, F24H 3/06.

7. FR 2162630 A1, 24.08.1973.

8. DE 3526381 A1, 17.04.1986.

9. EP 0432074 A1, 12.06.1991.

10. GB 1583808 A1, 04.02.1981.

Похожие патенты RU2773215C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ОТ ВОДЯНЫХ ПАРОВ 2020
  • Попов Александр Ильич
  • Щеклеин Сергей Евгеньевич
RU2758850C1
ВСЕПОГОДНАЯ БАШЕННАЯ ГРАДИРНЯ 2020
  • Попов Александр Ильич
  • Щеклеин Сергей Евгеньевич
RU2752683C1
КОНТАКТНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ 2018
  • Гуров Валерий Игнатьевич
  • Курносов Владимир Владимирович
RU2680458C1
НИЗКОПРОФИЛЬНАЯ ГРАДИРНЯ 2022
  • Попов Александр Ильич
  • Щеклеин Сергей Евгеньевич
RU2795416C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ 2001
  • Рынейский В.А.
  • Семенов В.Н.
  • Головченко С.С.
  • Зубова М.С.
  • Краснопевцева Н.В.
RU2200053C1
Аппарат для очистки газа от твердых, жидких и/или газообразных примесей 1989
  • Леннарт Густавссон
  • Лейф Линдау
  • Ларс-Эрик Юханссон
SU1793945A3
Устройство для заморозки жидкого натрия в трубопроводах АЭС 2021
  • Ташлыков Олег Леонидович
  • Севастьянов Михаил Михайлович
  • Шпаковская Татьяна Вячеславовна
  • Ильина Дарья Константиновна
  • Климова Виктория Андреевна
RU2774329C1
Установка для получения из воды сероводорода 2023
  • Попов Александр Ильич
  • Щеклеин Сергей Евгеньевич
RU2816977C1
Устройство для очистки дымовых газов 1983
  • Балтренас Пранас Бронислович
SU1121541A1
ТЕПЛОУТИЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОЙ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПОВЕРХНОСТНОГО ТИПА И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ 2014
  • Горфин Олег Семенович
  • Зюзин Борис Федорович
RU2555919C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 773 215 C2

Реферат патента 2022 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВОДЯНЫХ ПАРОВ И ДРУГИХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для очистки дымовых газов от водяных паров и других примесей в заводских трубах, трубах АЭС и ТЭЦ. Устройство для удаления водяных паров и других примесей из дымовых газов содержит купол на выходном устье дымовой трубы. Купол имеет окно вверху для выхода очищенного газа, имеет патрубок выпускного отверстия, расположенный на установленном уровне воды и дополнительный патрубок внизу для циркуляции воды в куполе, содержащий также расположенные в нем по направлению движения газов оголовок трубы с нагнетательным вентилятором в своем кожухе и перевернутый стакан с датчиком температуры и пакетом нагнетательных трубок с перфорацией их верхних концов. Купол при запуске устройства заполняется водой до выпускного отверстия, определяющего максимальный уровень воды в куполе. Нагнетательные трубки установлены их верхними концами с перфорацией в газовой зоне перевернутого стакана, а нижними концами трубок в воду ниже ее установленного уровня. Кожух вентилятора соединен с атмосферой дополнительным воздушным патрубком. Патрубок выпускного отверстия воды через дополнительную конденсатную трубу соединен с накопительным баком, на выходе которого находится насос, подключенный через управляемый вентиль к дополнительному патрубку для циркуляции воды в куполе. Изобретение обеспечивает максимальное выделение водяных паров и других примесей из дымовых газов, приносящих значительный вред окружающей среде и населению. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 773 215 C2

1. Устройство для удаления водяных паров и других примесей из дымовых газов, характеризующееся тем, что содержит купол, установленный на выходном устье дымовой трубы, с выполненным в нем окном вверху для выхода очищенного газа, внизу – выпускным отверстием, с патрубком для выпуска воды, расположенным на установленном уровне воды в куполе, и дополнительным патрубком внизу для циркуляции воды в куполе, кроме того, купол содержит также расположенные в нем по направлению движения газов оголовок трубы с нагнетательным вентилятором в своем кожухе и дополнительный кожух в форме перевернутого стакана с датчиком температуры и пакетом нагнетательных трубок, причем купол при запуске устройства заполнен водой до выпускного отверстия, определяющего максимальный уровень воды в куполе, нагнетательные трубки установлены их верхними концами с перфорацией в газовой зоне перевернутого стакана, нижними концами трубок в воду ниже ее установленного уровня, кожух вентилятора соединен с атмосферой дополнительным воздушным патрубком, а патрубок выпускного отверстия воды через дополнительную трубу соединен с накопительным баком, на выходе которого установлен насос, подключенный через управляемый вентиль к дополнительному патрубку для циркуляции воды в куполе.

2. Устройство для удаления водяных паров и других примесей из дымовых газов по п.1, характеризующееся тем, что нагнетательные трубки выполнены с перфорацией их верхних концов, находящихся в газовой зоне стакана.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2022 года RU2773215C2

СИСТЕМА ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ 2010
  • Селянин Иван Филиппович
  • Сенкус Витаутас Валентинович
  • Феоктистов Андрей Владимирович
  • Стефанюк Богдан Михайлович
  • Сенкус Валентин Витаутасович
  • Перематин Илья Александрович
  • Сенкус Людмила Васильевна
  • Конакова Нина Ивановна
  • Сенкус Василий Витаутасович
RU2462292C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ, УТИЛИЗАЦИИ ИХ ТЕПЛА И УЛАВЛИВАЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ 2000
  • Ежов В.С.
RU2186612C1
Устройство для очистки дымовых газов 1983
  • Балтренас Пранас Бронислович
SU1121541A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ 0
SU245265A1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА И ОСУШЕНИЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2014
  • Князькин Геннадий Юрьевич
  • Князькина Татьяна Геннадиевна
  • Волков Дмитрий Юрьевич
  • Щеблыкин Андрей Владимирович
RU2561812C1
Утилизатор теплоты и конденсата дымовых газов ТЭЦ 2015
  • Горфин Олег Семенович
  • Зюзин Борис Федорович
  • Назаров Максим Сергеевич
RU2610355C1
СПОСОБ ГЛУБОКОЙ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ 2015
  • Беспалов Владимир Ильич
  • Беспалов Виктор Владимирович
RU2606296C2
ТАЗ ДЛЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ МАШИНЫ 1972
SU432074A1
Рентгеновский дифрактометр 1988
  • Утенкова Ольга Владимировна
  • Агеев Олег Иванович
  • Киселев Михаил Яковлевич
  • Рейзис Борис Михайлович
  • Сидохин Анатолий Федорович
SU1583808A1

RU 2 773 215 C2

Авторы

Щеклеин Сергей Евгеньевич

Попов Александр Ильич

Даты

2022-05-31Публикация

2020-11-25Подача