Устройство для утилизации тепла и очистки дымовых газов Советский патент 1992 года по МПК F23J15/00 

Изобретение относится к теплотехнике и может применяться для очистки газов тепловых электрических станций, отопительных установок и производственных котельных.

Известно устройство для мокрой очистки дымовых газов, включающее корпус с входными и выходными патрубками, распылитель орошающей жидкости, размещенный в верхней части корпуса, первый теплообменник и второй теплообменник для подогрева очищенных газов.

Известна также установка, в которой подводящий и отводящий газоходы выполнены в виде одного трубопровода с разделительной перегородкой между газоходами,

которая снабжена форсунками, сдвоенным успокоителем уровня жидкости, размещенным в верхней части жидкостной ванны, рассекателем дымовых газов, размещенным в нижней ее части вибрационным устройством, шнековым и лопастным шламоудалителями и дозатором раскисли- теля, расположенными снаружи жидкостной ванны, подогреватель технологической воды выполнен из двух ступеней - низкотемпературной, размещенной в отводящем газоходе, и высокотемпературной, размещенной в подводящем газоходе, при этом подводящий газоход снабжен конусным барбатером, погруженным в конусную жидкостную ванну, а отводящий газоход вылолXI

ю со

СП

ю

00

нен с наклонным участком для слива конденсата, причем форсунки расположены в верхней части конусного барбатера.

Недостатком известной установки является низкий КПД.

Целью предлагаемого изобретения является повышение КПД.

. Известно, что при истечении воздуха через конфузорное проходное сопло в зоне выхода воздуха образуется разрежение, способствующее эжектированию (подсосу) дымовых газов через всасывающие отверстия за счет более высоких скоростей перемещения потока воздуха через конфузорное проходное сопло.

Установлено, что эжектирование будет эффективнее, если всасывающие отверстия будут равномерно окружать конфузорное сопло, Экспериментально доказано, что наибольший коэффициент эжекции воздуха достигается при, примерно, равновеликом соотношении площади конфузорного проходного сопла с суммарной площадью окружающих его всасывающих отверстий.

Значение коэффициента эжекции Кэ при различных параметрах устройства пр. ставлено в таблице.

Такое техническое решение обеспечивает интенсивное эжектирование дымовых газов и создание разрежения в корпусе устройства за счет кинетической энергии дви- жущегося потока воздуха через конфузорные сопла переходного патрубка. Подсос дымовых гззов происходит между перегородками по всей гысоте устройства,, и одновременно поддерживается перепад давления (тяга) между дымовой трубой и топкой котла.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для утилизации тепла и очистки дымовых газов; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Устройство содержит корпус 1, размещенный в дымовой трубе 2. по высоте которого расположены противоположно направленные наклоннее перегородки 3, между которыми образована щель 4 для прохода жидкого раствора и дымовых газов. Для поддержания необходимого разрежения в дымовой трубе 2 в корпусе 1 по центру расположен напорный воздуховод 5, соединенный с вентилятором 6, при этом по длине воздуховода между перегородками выполнены ряды воздухоэжекционных патрубков 7, выполненных t виделонфузора 8, в основании которого на проходом сопле 9 установлена шайба. 10 с всасьвающими отверстиями 11. В верхней части корпуса 1 установлен распылитель 12 орошаюшей

жидкости на низкотемпературном подогревателе 13, внутри труб которого.движется раствор жидкости, а наружная поверхность омывается дымовыми отходящими газами,

которые одновременно охлаждаются и осушаются. Сконденсировавшаяся влага падает на поверхность наклонной перегородки 3. В нижней части корпуса 1 выполнен желоб 14 сбора горячей жидкости,.соединен0 ный трубопроводом 15 с емкостью 16 очистки жидкости. Загрязненная жидкость поступает на сетку 17, очищается от частиц сажистых загрязнений, которые через гидрозатвор 18 удаляются в канализацию. Очи5 щенный и нагретый жидкий раствор до 70-80° С забирается насосом 19 и подается в высокотемпературный подогреватель 20, где происходит отбор тепла теплоносителем, а охлажденный жидкий раствор по тру- бопроводу 21поступаетв

0 низкотемпературный подогреватель 13. С наружной части емкости 16 расположено дозирующее устройство 22 с растворным баком 23. Дымовые газы поступают из топки котла (не показано) по каналу 24 в дымовую

5 трубу 2.

Устройство работает следующим образом.

Дымовые газы, проходя канал 24, поступают через нижнюю часть дымовой трубы 2

0 в корпус 1. Одновременно включают в работу вентилятор 6 и насос 19. Вентилятор 6 под напором подает наружный воздух в воздуховод 5, а насос забирает приготовленный жидкостный раствор из емкости 16 и

5 подает на распылитель 12 орошаемой жидкости, при этом жидкость транзитом проходит через высокотемпературный подогреватель 20, трубопровод 21 и низкотемпературный подогреватель 13. Распыля0 емая жидкость в виде дисперсных мелких капель падает.по всей наклонной поверхности перегородки 3 и тонким слоем стекает в щель 4, где происходит встреча двух противоположно направленных потоков жидко5 сти и дымовых газов. Воздух от вентилятора 6 по напорному воздуховоду 5 поступает в конфузорные сопла 9 и создает разрежение в пространстве между наклонными перегородками 3. Воздух, проходя конфузорное

0 сопло 9 первого ряда, существенно повышает скорость движения и создает тем самым возможность интенсивного эжектирования (подсасывания) дымовых газов через всасывающие отверстия 11, выполненные на шай5 бе вокруг сопла 9. Образовавшаяся газовоздушная смесь в конфузорное сопло 9 второго ряда еще больше увеличивает скорость и повышает интенсивность эжектиро- вания дымовых газов, способствует

значительному повышению скорости движения дымовых газов через щель 4, тем самым обеспечивается необходимая тяга в дымовой трубе 2. Далее происходит повторение цикла работы, а газовоздушная смесь поступает в верхнюю часть корпуса 1.

Тепломассообмен между жидкостью и дымовыми газами происходит в щелях по всей площади.

Встреча двух противоположно направленных потоков способствует очистке, ох- лаждению дымовых газов с одновременным нагревом и загрязнением жидкостного раствора. Увлажненный дымовой газ, двигаясь вверх, омывает поверхность труб низкотемпературного подогревателя 13, охлаждает- ся, и одновременно пары влаги конденсируются на его поерхность, капли влаги падают на наклонную перегородку 13. Очищенный и охлажденный дымовой газ выбрасывается в атмосферу. Нагретая и за- грязненная жидкость стекает в желоб 14 и по трубопроводу 15 поступает в емкость 16. В емкости 16 жидкость очищается от сажистых частиц, и нейтрализуются сернистые и другие соединения. Сажистые частицы за- держиваются на сетке 17 и через гидрозатвор 18 выбрасываются в канализацию. Сернистые и другие соединения очищаются известковым .раствором, поступающим в емкость 16 от растворного бака 23 через дозирующее устройство 22. Нагретая жидкость до 70-80° С из емкости 16 забирается насосом 19 и подается в высокотемпературный подогреватель 20, в котором жидкость охлаждается теплоносителем и через, тру- бопровод 21 и низкотемпературный подогреватель 13 поступает на распылитель 12 с последующим повторением цикла работы.

Данное устройство позволяет существенно повысить эффективность вытяжки и очистки дымовых газов за счет более полного использования движения воздуха, подаваемого вентилятором. Кроме того, типизация индустриального изготовления устройства позволяет использовать его как на строящихся, так и на объектах работаю5 щих дымовых труб котельных.

Формула изобретения Устройство для утилизации тепла и очистки дымовых газов, содержащее корпус с подводящим и отводящим газоходами, высокотемпературный подогреватель с патрубками подвода и отвода жидкого теплоносителя, низкотемпературный подогреватель, форсунку, установленную в верхней части корпуса, емкость для очистки воды, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено противоположно направленными наклонными перегородками, расположенными по высоте корпуса с зазором, напорным воздуховодом, соединенным с вентилятором, размещенным в центре корпуса с рядами воздухоэжекционных патрубков по его длине, выполненных в виде конфузора с установленной в его основании на проходном сопле шайбой с всасывающими отверстиями вокруг сопла, суммарная площадь сечений которых равна площади сопла, при этом корпус размещен в дымовой трубе и в нижней части снабжен желобом, соединенным трубопроводом с емкостью для очистки воды.

Изобретение относится к теплотехнике. Использование: очистка газов от пыли в дымовых трубах и подогрев технологической воды на тепловых электрических станциях, отопительных установках и в производственных котельных. Сущность изобретения: устройство содержит высокотемпературный и низкотемпературный подогреватели, корпус, размещенный в дымовой трубе, противоположно направленные наклонные перегородки по высоте корпуса, емкость для очистки воды, форсунку для распиливания воды. В центре корпуса установлен напорный воздуховод с рядами воздухоэжекцион- нь х патрубков в виде конфузора, в его основании установлена шайба с всасывающими отверстиями. Воздух, проходя через конфузорное сопло, интенсивно эжектирует газы и повышает их скорость. Газовоздушная смесь в верхней части орошается жидкостью и нагревает теплоноситель в подогревателе. 3 ил., 1 табл.