Способ работы котельной установки и котельная установка Советский патент 1993 года по МПК F22B33/18 F22D1/36 

цессе электролиза газообразные продукты направляют вместе с увлажнением дутьевым воздухом на сжигание топлива в котел 1. Электролизу могут подвергать часть ре- циркулирующего потока поглотителя, при этом электролизер включен в первый контур рециркуляции термохимической камеры 7 посредством байпаса. Реализующая способ котельная установка может также включать

отделитель солей, бак запаса кислоты, отделитель гидрооксидов тяжелых металлов, контактный абсорбер с регенератором и отделителем серы и бак раствора гидрооксида щелочноземельного металла. Данный способ и реализующая его установка позволяют обеспечивать эксплуатацию на газообразном и жидком топливах в высокоэкономически чистом режиме. 12 п. ф-лы, 6 ил.

Область применения: теплоэнергетика, в частности котельные, работающие на газообразном или жидком топливе. Сущность изобретения: способ работы котельной установки включает сжигание топлива в камере 1 в среде увлажненного в воздухонагревателе 3 отвод тепла от продуктов сгорания, промывку последних рециркулирующим потоком щелочного поглотителя в контактной термохимической камере 7 с получением в последнем нейтральных солей, последующую утилизацию тепла промытых продуктов сгорания в контактно-поверхностном экономайзере 8 с выделением из них конденсата водяных паров и поддержание заданной концентрации щелочного поглотителя в ре- циркулирующем потоке, которое осуществляется путем электролиза в электролизере 16 полученных после промывки нейтральных солей, при этом образующиеся в про

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных, работающих на газообразном или жидком топливе.

Целью изобретения является повыше- ние экономичности и экологичности способа работы котельной установки.

На фиг. 1-6 представлены принципиальные схемы вариантов котельных установок для реализации предлагаемых способов их работы.

Котельная установка содержит котел 1, подключенный воздуховодом 2 к контактному воздухоподогревателю 3, снабженному орошающим устройством 4 и поддоном 5, и газоходом 6 к последовательно включенным контактной термохимической камере 7 и контактно-поверхностному экономайзеру 8, выполненным соответственно каждый со своим орошающим устройством 9,10 и под- доном 11, 12, а также бак 13 щелочного поглотителя и дренажную емкость 14, причем поддон 11 контактной термохимической камеры 7 снабжен датчиком 22 уровня и соединен со своим орошающим устройст- вом 9 с образованием первого рециркуляционного контура 15, к которому подключены бак 13 щелочного поглотителя, дренажная емкость 14 и поддон 12 контактно-поверхностного экономайзера 8, подсоединенного к своему орошающему устройству 10 через орошающее устройство 4 и поддон 5 воздухоподогревателя 3 с образованием второго рециркуляционного контура.

Первый рециркуляционный контур 15 дополнительно содержит электролизер 16 щелочного поглотителя, сообщенный патрубком 17 отвода газообразных продуктов с воздуховодом 2 дутьевого воздуха.

Дренажная емкость 14 и поддон 12 кон- тактно-поверхностного экономайзера 8 подключены к рециркуляционному контуру 15 через электромагнитные клапаны 18, 19, соединенные с датчиком 20 уровня, расположенным в дренажной емкости 14, и регу- лятор расхода 21, соединенный с датчиком

уровня 22. Рециркуляционный контур 15 и второй рециркуляционный контур, включающий в себя линии соединения поддонов 5 и 12 с орошающими устройствами 10 и 4, содержат насосы 23, 24 и 25 соответственно.

В варианте котельной установки (фиг. 2) электролизер 16 включен в рециркуляционный контур 15 с помощью байпаса 26 с обратным клапаном 29. Байпас 26 содержит насос 27 и регулятор расхода 28, связанный с датчиком 22 поддона 11 контактной термохимической камеры 7.

В варианте котельной установки (фиг. 3) на байпасе 26 дополнительно установлен отделитель солей 30, включенный в контур 15 за электролизером 16.

В варианте (фиг. 4) котельная установка дополнительно содержит бак 31 запаса кислоты, подключенный к первому контуру 15 перед электролизером 16, отделитель гид- роксидов тяжелых металлов 32, подключенный через дополнительный регулятор расхода 33 к баку 31 запаса кислоты, а также размещенный за отделителем 32 рН-метр 34, связанный с дополнительным регулятором расхода 33.

В варианте котельной установки (фиг. 5) газоход 6 между котлом 1 и контактной термохимической камерой 7 дополнительно снабжен контактным абсорбером 35 с поддоном 36 и орошающим устройством 37, объединенными между собой третьим рециркуляционным контуром 38 через генератор 39 кислотного абсорбента и отделитель серы 40, причем контур 38 подключен к отделителю гидроксидов тяжелых металлов 32 через дополнительный регулятор расхода 41, связанный с датчиком уровня 42 в поддоне 36 контактного абсорбера 35. Патрубок 43 отвода попутных газообразных продуктов регенерации регенератора 39 подключен к воздуховоду 2 дутьевого воздуха. Рециркуляционный контур 38 оснащен насосом 44, а подпитка его (компенсация упариваемой в абсорбере 35 влаги) осуществляется также от дренажной емкости 14 или поддона 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 через регулятор расхода 45, соединенный с датчиком уровня 42, расположенном в поддоне 36 контактного абсорбера 35.

В варианте котельной установки (фиг, 6) дополнительно содержится бак 46 раствора гидроксида щелочноземельного металла, который подключен к отделителю солей 30.

Работа котельной установки осуществляется следующим образом.

Продукты сгорания топлива, отходящие от котла 1 по газоходу 6, поступают в контактную термохимическую камеру 7, где интенсивно промываются рециркулирующим потоком щелочного поглотителя, в результате чего увлажняются. Одновременно с процессами тепломассообмена в контактной термохимической камере 7 протекают химические реакции между щелочным поглотителем и кислыми окислами, содержащимися в продуктах сгорания, с образованием нейтральных солей.

Из контактной термохимической камеры 7 влажные продукты сгорания поступают в контактно-поверхностный экономайзер 8, где интенсивно охлаждаются, отдавая свое тепло промежуточному теплоносителю (конденсату), подаваемому навстречу потоку через орошающее устройство 10, а также теплоносителю, протекающему внутри труб трубного пучка. Из поддона 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 горячий теплоноситель подается насосом 25 на орошающее устройство 4 контактного воздухоподогревателя 3, где охлаждается потоком дутьевого воздуха. Охлажденный конденсат из поддона 5 возвращается насосом 24 через орошающее устройство 10 в контактно-поверхностный экономайзер 8 для повторного своего нагрева и более глубокого охлаждения уходящих продуктов сгорания. Избыток конденсата, получаемый в экономайзере 8, отводится из второго рециркуляционного контура на собственные нужды котельной.

Дутьевой воздух в воздухоподогревателе 3 в результате контакта с горячим конденсатом подогревается и увлажняется, что обеспечивает изменение процессов образования окислов азота в топке котла 1, направленных в сторону их уменьшения, кроме того, эти изменения создают предпосылки для эффективного улавливания этих окислов в дальнейшем.

Водный раствор щелочного поглотителя из поддона 11 с помощью насоса 23 подается по рециркуляционному контуру 15 повторно на орошающее устройство 9. Компенсация потерь щелочного поглотителя осуществляется путем подпитки рециркуляционного контура 15 из бака 13, а компенсация упариваемой в контактной термохимической 5 камере 7 влаги осуществляется через регулятор расхода 21, соединенный с датчиком уровня 22, расположенным в поддоне 11, от поддона 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 или от дренажной емкости 14, при0 чем включение указанных источников подпитки контура 15 водой осуществляется автоматически с помощью электромагнитных клапанов 18, 19, работающих по импульсам датчика уровня 20, расположенного в дренаж5 ной емкости 14.

В варианте котельной установки (фиг. 1) для реализации способа ее работы рециркуляционный контур 15 содержит электролизер 16 в котором путем электрохимических

0 воздействий на раствор абсорбента осуществляют регенерацию исходного щелочного компонента из нейтральных солей, образовавшихся в контактной термохимической камере 7. Попутные газообразные продукты

5 (азот, кислород, водяные пары и др.) в процессе электролиза отводятся в воздуховод 2 дутьевого воздуха.

Описанный вариант (фиг. 1) предназначен для котельных, работающих на газообраз0 ном топливе и исключает образование стоков, В варианте (фиг. 2) электролизер 16 на байпасе 26 обеспечивает регенерацию необходимого количества щелочного поглотителя за счет поддержания в

5 рециркуляционном контуре 15 повышенной концентрации образующихся нейтральных солей. Регулирование расхода абсорбента по байпасу 26 осуществляется с помощью регулятора 28, работающего по импульсам

0 датчика уровня 22. Обратный клапан 29 предотвращает рециркуляцию раствора абсорбента по байпасу 26.

Третий вариант котельной установки (фиг. 3) для реализации способа работы

5 предназначен для котельных, работающих на газообразном топливе, при наличии дешевого щелочного поглотителя и потребителя нейтральных солей (натриевой или калиевой селитры).

0 В данном варианте байпас 26 содержит отделитель солей 30, установленный между выходом электролизера 16 и первым рециркуляционным контуром 15, при этом электролиз ведут в другом режиме с переводом

5 только нитритных соединений в нитратные формы и исходный щелочной поглотитель.

Вариант котельной установки (фиг. 4) для реализации способа работы предназначен для котельных, работающих на жидком топливе,

В данном варианте для повышения экономичности работы котельной установки из рабочего потока щелочного поглотителя раздельно выделяют соединения тяжелых металлов (в первую очередь ванадия) и сульфатные соединения. Для выделения из потока соединений тяжелых металлов в последний вводят кислоту из бака 31 для снижения водородного показателя раствора до значения, при котором упомянутые соединения осаждаются в твердом виде. Регулирование расхода кислоты осуществляется с помощью регулятора расхода 33, работающего по импульсам рН-метра. Выделение из потока нейтральных солей осуществляют аналогично, как в предыдущем варианте.

Вариант котельной установки (фиг. 5) для реализации способа работы предназначен для котельных, работающих на жидком топливе, при наличии потребителя элементарной серы, а также в случаях особо жестких требований по чистоте воздушного бассейна.

В данном варианте очистку отходящих продуктов сгорания осуществляют в две ступени: в первой - кислотным абсорбентом, во второй - щелочным. Для первой ступени очистки в качестве исходных рабочих реагентов используются конденсат водяных паров и окислы серы, содержащиеся в продуктах сгорания жидкого топлива, из которых в процессе работы генерируется рабочий раствор абсорбента, включающий ряд политионовых кислот. При достижении рабочей концентрации раствора абсорбента избыток серы выводится из третьего ре- циркуляционного контура в виде элементарной серы. Описанные процессы осуществляются с помощью регенератора 39 и отделителя серы 40. Попутные процессу регенерации газообразные продукты отводятся через патрубок43 в воздуховод 2 дутьевого воздуха. Избыток соединений тяжелых металлов (в первую очередь ванадия) отводится в отделитель 32, причем расход отводимого из контура 38 потока регулируется с помощью регулятора расхода 41, работающего по импульсам датчика уровня 42, установленном в поддоне 36 контактного абсорбера 35. Компенсация упариваемой в третьем рециркуляционном контуре 38 влаги осуществляется из дренажной емкости 14 или поддона 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 через регулятор расхода 45, связанный с датчиком уровня 42. В данном варианте корректировка значения водородного показателя раствора осуществляется за счет отбора раствора щелочного поглотителя из первого

рециркуляционного контура 15 через регулятор расхода 28, связанный с рН-метром 34.

Вариант котельной установки (фиг. 6) для реализации способа работы предназначен для котельных, работающих на жидком топливе.

В данном варианте в поток отводимого избытка нейтральных солей (непосредственно в отделитель солей 30) вводят из бака

0 46 раствор гидрооксида щелочноземельного металла (например известковое молоко), который вступит во взаимодействие с сульфатными соединениями, преобладающими в Составе отводимых нейтральных солей, в

5 результате чего будет регенерироваться исходный щелочной поглотитель и одновременно будет выпадать в осадок нерастворимая соль (например, гипс).

Таким образом, все предложенные спо0 собы работы котельной установки и сами котельные установки для их реализации обеспечивают для любых котельных, работающих как на газообразном, так и на жидком топливах, высокоэкономичный и

5 экологически чистый режим работы, при этом полностью исключаются всякие стоки от котельных, а уловленные из продуктов сгорания вредные вещества выделяются в чистом товарном виде.

0 Формула изобретения

0 поддержание заданной концентрации щелочного поглотителя в рециркулирующем потоке, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и экологично- сти, поддержание заданной концентрации

5 щелочного поглотителя в рециркулирующем потоке осуществляют путем электролиза полученных после упомянутой промывки нейтральных солей, а выделенные в результате электролиза газообразные продукты

0 направляют вместе с увлажненным воздухом на сжигание топлива.

ком отвода газообразных продуктов с воздуховодом.

12. Установка по п. 10, о т л и ч а ю ща- я с я тем, что она дополнительно содержит бак раствора гидроксида щелочноземельного металла, подключенный к отделителю солей.