Контактно-поверхностный утилизатор тепла запыленных газов Советский патент 1981 года по МПК B01D45/10 F27D17/00 

1

Изобретение относится к теплообменникам для утилизации тепла, содержащих растворимую пыль продуктов сгорания газифицированных тепловых установок (например, обжиговых, стекловаренных печей и т.п.), и может найти применение в промышленной теплотехнике.

Известен комбинированный скруббертеплообменник, состоящий из корпуса, патрубков подвода и отвода газа, встроенного горизонтального трубного пучка, камер орощения, камер подвода и отвода воздуха, проходящего внутри труб, оросительных труб, поддона и патрубков подвода и отвода жидкости 1 .

Недостатком данной конструкции является сложность удаления отложений содержащейся в газах пыли на теплообменных трубах горизонтального, пучка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для проведения процессов тепло- и массообмена, включающее корпус с патрубками подвода и отвода газов, контактную камеру, проходящий через камеру вертикальный трубный пучок, патрубки подвода и отвода неконтактирующего и жидкого контактирующего теплоно-, сителей, поддон для сбора жидкого контактирующего теплоносителя 2.

Недостатком известного устройства является постоянное контактирование жидкого теплоносителя с наружной поверхностью теплообменных труб, что не позволяет получить температуру неконтактирующего теплоносителя выше температуры жидкого теплоносителя.

Цель изобретения - повышение температуры неконтактирующего теплоносителя.

10

Цель достигается тем, что в контактноповерхностном утилизаторе тепла запыленных газов, включающем корпус с патрубками подвода и отвода газов, контактную камеру, проходящий через камеру вертикальный трубный пучок, патрубки подвода и отвода неконтактирующего и жидкого контактирующего теплоносителей, поддон для сбора жидкого контактирующего теплоносителя, корпус снабжен выполненным с отверстиями дополнительным поддоном, расположенным над патрубком подвода газа, и перепускным коробом, размещенным напротив патрубка подвода газа. Дополнительный поддон снабжен штуцерами, установленными в отверстиях, и колпачками, размещенными над штуцерами. Кроме того, дополнительный поддон выполнен с уклоном в сторону патрубка подвода газов. При этом оси штуцеров смещены относительно осей труб в сторону патрубка подвода газов. На фиг. 1 представлен контактно-поверхностный утилизатор тепла запыленных газов, вертикальный разрез; на фиг. 2 -узел I на фиг. 1 (переливной штуцер, ось которого смещена относительно оси теплообменной трубы); на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2. Контактно-поверхностный утилизатор тепла содержит корпус 1, контактную камеру 2 с насадкой, проходящий через насадку вертикальный пучок теплообменных труб 3, камеры 4 подвода и 5 отвода неконтактирующего теплоносителя, поддон 6 для сбора жидкости и дополнительный поддон 7, снабженный переливными штуцерами 8, над которыми размещены отклоняющие колпачки 9. Верхний и нижний срезы переливных штуцеров 8 горизонтальны и расположены на определенном расстоянии от дополнительного поддона 7. Между внутренней поверхностью переливных штуцеров 8 и наружной поверхностью теплообменных труб 3 имеется кольцевая щель с эксцентриситетом (е). В верхней части контактной камеры 2 над насадкой в межтрубном пространстве расположены оросительные трубы 10, соединенные коллектором с патрубком 11 подвода жидкого контактирующего теплоносителя. Корпус 1 оборудован патрубком 12 отвода жидкости из дополнительного поддона 7, расположенным ниже верхнего среза ближайщего переливного штуцера 8, патрубком 13 отвода жидкости из поддона 6, патрубками 14 подвода и 15 отвода газов, патрубками 16 подвода и 17 отвода неконтактирующего теплоносителя и перепускным коробом 18. На линии отвода жидкого теплоносителя из дополнительного поддона 7 имеется запорнорегулирующий клапан 19. Утилизатор работает следующим образом. Отходящие запыленные газы тепловой установки поступают в корпус 1 утилизатора через патрубок 14, и основная часть их, пройдя пучок теплообменных труб 3, через перепускной короб 18 направляется в контактную камеру 2. Незначительная часть газов проходит в контактную камеру 2 через кольцевые зазоры между наружной поверхностью теплообменных труб 3 и внутренней поверхностью переливных штуцеров 8. Пройдя контактную камеру 2, газы через патрубок 15 отводятся из утилизатора. Контактирующий теплоноситель через патрубок 11 поступает в оросительные трубы 10 и далее - в контактную камеру 2, стекает по насадке, наружной поверхности теплообменных труб 3 и отклоняющих колпачков 9 в дополнительный поддон 7 и через патрубок 12 при открытом клапане 19 отводится в технологическую линию горячей воды. Неконтактирующий теплоноситель, например воздух, поступает в камеру 4 через патрубок 16, проходит внутри теплообменных труб 3, поступает в камеру 5 и через патрубок 17 удаляется из утилизатора. Для периодического смыва пыли с участков теплообменных труб, расположенных между поддоном 6 и дополнительным поддоном 7, клапан 19 прикрывают, вследствие чего начинает повыщаться уровень воды в дополнительном поддоне 7. Достигнув верхнего среза переливных щтуцеров 8, вода через кольцевой зазор между щтуцером 8 и теплообменной трубой 3 стекает по трубе 3, смывает осевшую на ней пыль, собирается в поддоне 6 и через патрубок 13 отводится из утилизатора в технологическую линию горячей воды. Через некоторое время после достижения уровня жидкости, обеспечивающего смыв пыли с участков труб 3, расположенных ниже поддона 7 и наиболее удаленных от патрубка 14 подвода газов, запорно-регулирующий клапан 19 открывают. Цикл смыва периодически повторяют. На протяжении большей части времени работы утилизатора нижние участки теплообменных труб 3 не будут орошаться жидкостью, и тепло смывающих эти участки высокотемпературных газов будет передаваться через стенки труб неконтактирующему теплоносителю. При этом устраняется ограничение температуры его нагрева, сушествующее при наличии пленки жидкости, стекающей по наружной поверхности труб. Благодаря уклону дополнительного поддона 7 продолжительность смыва пыли по рядам теплообменных труб 3 не одинакова и соответствует степени заноса, т.е. чем ближе труба к патрубку 14 подвода газов, тем больше продолжительность смыва. Благодаря эксцентриситету в кольцевых щелях между внутренней поверхностью штуцеров 8 и наружной поверхностью труб 3 обеспечивается неравномерность смыва пыли. Со стороны патрубка 14 подвода газов смыв интенсивней, чем с противоположной. Применение контактно-поверхностного утилизатора тепла запыленных газов позволит снизить расход сжигаемого природного газа, сэкономить тепловую мощность за счет повышения температуры нагрева воздуха. Формула изобретения 1. Контактно-поверхностный утилизатор тепла запыленных газов, включающий корпус с патрубками подвода и отвода газов, контактную камеру, проходящий через камеру вертикальный трубный пучок, патрубки подвода и отвода неконтактирующего и жидкого контактирующего теплоносителей, поддон для сбора жидкого контактирующего теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения температуры неконтактирующего теплоносителя, корпус снабжен выполненным с отверстиями дополнительным поддоном, расположенным над патрубком подвода газа, и перепускным коробом, размещенным напротив патрубка подвода газа.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный поддон снабжен щтуцерами, установленными в отверстиях, и колпачками, размещенными над щтуцерами.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный поддон выполнен с уклоном в сторону патрубка подвода газов.

4.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оси щтуцеров смещены относительно осей труб в сторону патрубка подвода газов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3960992, кл. В 01 D 47/06, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 191472, кл. В 01 D 53/18, 1967 (прототип).

4

Фиг.1

8

г

tL