Способ утилизации тепла парогазового потока Советский патент 1990 года по МПК F22B1/18 F22B33/18 

Изобретение относится к теплоэнергетике, к использованию вторичных энергоресурсов и может быть использовано в энергетических и промышленных установках рекуперации тепла и воды низкотемпературных продуктов сгорания топлива.

Целью изобретения является повышение эффективности путем более полного использования тепла паров воды.

На чертеже представлена принципиальная схема установки, позволя- ющей реализовать данный способ.

Установка содержит поверхностный теплообменник 1, снабженный орошаемой тетшообменной поверхностью 2, сборником 3, подключенным через насос 4 и трубопровод 5 к форсункам 6, и сепаратором 7, адсорбер 8 со слоем алсорбента и с дополнительным сепаратором 9 и сборником 10, подключенный по газам линиями 11, 12 к подводящему газоходу 13 и сепаратору 7 поверхностного теплообменника 1 соответственно, и регенеративный теплообменник 14, подключенный по газам линиями 15, 16 к сепаратору 7 поверхностного теплообменника 1 и дополнительному сепаратору 9 адсорбера 8, а линией 17 отвода газов - к дымососу 18, причем сборник 10 адсорбера 8 подключен трубопроводом 19 отвода влаги к сборнику

сл ел

00 J

00

3 поверхностного теплообменника 1. Кроме того, дымосос 18 подключен к линии 15 отвода газов от сепаратора 7 поверхностного теплообменника 1.

При работе установки сначала весь парогазовый поток из подводящего газохода 13 направляют через поверхностный теплообменник 1, адсорбер 8 и регенеративный теплообменник 14 в ат- мосферу. В поверхностном теплообменнике 1 газы отдают тепло теплообмен- ной поверхности 2, орошаемой водой, циркулирующей по контуру сборник 3 - насос 4 - форсунки 6. Охлаждение и I насыщенные водой газы подают в адсорбер 8, где пары воды адсорбируются в слое сорбента (силикагель, цеолит и др.), а осушенные газы нагревают теплотой адсорбции, а затем охлажда- ют в регенеративном теплообменнике 14, отдавая тепло теплоаккумулирующему материалу (керамзит, термостойкий кирпич и др.)

После насыщения адсорбента водой основную часть потока газов направляют после поверхностного теплообменника 1 в регенеративный теплообменник 14 или непосредственно в атмосферу. Вторую неохлажденную часть потока газов направляют в адсорбер 8 для регенерации адсорбента. При прохождении через насыщенный слой адсорбента парогазовая смесь десорбирует водой, которую затем отделяют в дополнительном сепараторе 9 и направляют в сборник 3 поверхностного теплообменника 1, а насыщенный парогазовый поток смешиваю.т с частью потока после поверхностного теплообменника 1 и направляют в регенеративный теплообменник 14, где перед выводом в атмосферу поток подогревают до температуры, превышающей точку росы.

Пример. Нагретую до 190°С парогазовую смесь с влагосодержанием 90-100 г/м3 направляют в поверхностный теплообменник 1 на теплообменную поверхность 2, по которой циркулирует например, вода с начальной температурой 10 С. При орошении из форсунок 6 водой с температурой 40-50 С, подаваемой из сборник 3 орошающей воды насосом 4 по трубопроводу 5 циркуляции, нагретая парогазовая смесь отдает тепло воде, циркулирующей в теплооо- менной поверхности 2, и ее в охлажденном (60 С) и насыщенном водой

о

5

О

(влагосодержание 40-50 г/м3) состоянии через сепаратор 7 подают в сорбер 8, где при прохождении через слой адсорбента пары воды адсорбируются с выделением теплоты адсорбции. Нагретую до 140-160°С и осушенную до влагосодержания 20-30 г/м3 в газовую смесь направляют в регенеративный теплообменник 14, при прохождении через который газовая смесь охлаждается, и ее при 50-60°С дымососом 18 выводят в атмосферу. После насыщения слоя адсорбента по линии 11 в адсорбер 8 на слой адсорбента подают нагретую парогазовую смесь в количестве 20-30% от общего поступления на устройство. При прохождении через насыщенный слой адсорбента нагретая парогазовая смесь десорбирует воду и она в каплеобразном состоянии отделяется в дополнительном сепараторе 9 и направляется в сборник 3 поверхностного теплообменника 1, а де- сорбированные водяные пары в регенерирующем потоке совместно с охлажденной парогазовой смесью после поверхностного теплообменника 1 направ- ляют в регенеративный теплообменник 14. При прохождении через нагретый до 140 С слой теплоаккумулирующего материала газовые лотоки нагреваются до температуры выше точки росы (70 С) и их дымососом 18 выводят в атмосферу.

I

-Накапливаемую в двухстадийном ад- сорбционно-десорбционном цикле сепарируемую после поверхностного теплообменника 1 и адсорбера 8 воду, избыточную для орошения, выводят из контура орошения к внешним потребителям.

Использование теплоты адсорбции позволяет увеличить степень утилизации тепла и воды исходного парогазового потока, интенсифицировать процессы регенерации тепла и воды, сократить величину орошаемой поверхности.

Формула изобретения

Способ утилизации тепла парогазового потока путем разделения последнего на две части, охлаждения одной части в поверхностном теплообменнике, орошаемой водой, сепарации влаги, смешения охлажденной части с второй частью потока и последующего доохлаждения полученной смеси перед выводом в атмосферу, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности путем более полного использования тепла паров воды, перед последующим доохлаждением поток пропускают через слой адсорбента и дополнительный сепаратор до насыщения адсорбента водой, при этом вторую

37786

часть потока также охлаждают в поверхностном теплообменнике, а после насыщения адсорбента водой через его слой направляют только вторую часть потока перед смешением последней с охлажденной частью, а отсепарированную в дополнительном сепараторе влагу смешивают с дтсепарированной влагой поверхностного теплообменника.

10

Изобретение относится к использованию вторичных энергоресурсов в установках рекуперации тепла и воды низкотемпературных продуктов сгорания топлива и позволяет повысить эффективность путем более полного использования тепла паров воды. Парогазовый поток охлаждают в поверхностном теплообменнике, орошаемом водой, сепарируют влагу, пропускают через слой адсорбента, доохлаждают в регенеративном теплообменнике и выводят в атмосферу. После насыщения адсорбента водой через его слой направляют часть исходного парогазового потока, после сепарации влаги эту часть смешивают перед регенеративным теплообменником с чатью потока, охлажденной в поверхностном теплообменнике , а отсепарированную после адсорбента влагу смешивают с отсепарированной влагой поверхностного теплообменника. Использование теплоты адсорбции позволяет повысить степень утилизации тепла и воды парогазового потока. 1 ил.

11

Ф Ж v

Of

18