Устройство для обработки горячего запыленного газа перед теплоутилизатором

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГОРЯЧЕГО ЗАПЫЛЕННОГО ГАЗА ПЕРЕД ^ЕП- ЛОУТИЛИЗАТОРОМ, содержащее корпус с фильтром кипящего слоя, теплообменными поверхностями, соплами горячего запыленного.газа, расположенными в верхней части кипящего слоя, и распределительной решеткой холодного чистого газа, отличающеес я тем, что, с целью повьнления степени утилизации тепла, корпус разделен вертикальной перегородкой на две секции, в первой по ходу газа из которых размещен фильтр кипящего _ 'слоя, а на вершине перегородки установлена треугольная отбойная призма.2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние от сопел горячего запыленного газа до вершины призмы составляет 3-5 высоты кипящего слоя.3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние от вершины призмы до свода корпуса, равно эквивалентному диаметру второй по ходу запыленного газа секции.4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что треугольная призма в основании вертикального сечения выполнена с углами, равными 45-50° и 55-60^^, причем угол 45-50^* обращен в сторону секции с фильтром .кипящего слоя.5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что треугольная призма выполнена с длиной ребра, •равной длине перегородки, а ширина основания призмы и перегородки составляет 0,3-1 эквивалентного диаметра второй по ходу запыленного газа секции.>&,6.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что во второй по ходу запыленного газа секции установлены конвективные поверхности нагрева, соединенные с теплообменными поверхностями фильтра кипящего слоя,(Лс:^;оQO 00 •vl

СОНЭЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 79

3(51) F 27 В 15 00

ОПИСЛНИК 830E PETEHH .=, H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3555906/29-33 (22) 15.12.82 (46) 15.03.84. Бюл. Р 10 (72) Н.Г.Николенко, Т.М.Сахарнова и Е.И.Жлобинский (71) Донецкий филиал Всесоюзного . научно-исследовательского и проектного института по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (53) 666.94.04(088.8) (56) 1. Стырикович М.А. и др. Котельные агрегаты, М.-Л., Госэнергоиздат, 1959, с. 53

2. Авторское свидетельство СССР

Р 775591, кл. F 27 В 15/00, 1978 (прототип) (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ГОРЯЧЕГО ЗАПЫЛЕННОГО ГАЗА ПЕРЕД ТЕПЛОУТИЛИЭАТОРОМ, содержащее корпус с фильтром кипящего слоя, теплообменными поверхностями, соплами горячего запыленного .газа, расположенными в верхней части кипящего слоя, и распределительной решеткой холодного чистого газа, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьнаения степени утилизации тепла, корпус разделен вертикальной перегородкой на две секции, в первой по ходу газа иэ которых размещен фильтр кипящегс слоя, а на вершине перегородки установлена треугольная отбойная призма.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что расстояние от сопел горячего запыленного газа до вершины призмы составляет

3-5 высоты кипящего слоя.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что расстояние от вершины призмы до свода корпуса, равно эквивалентному диаметру второй по ходу запыленного газа секции.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что треугольная призма в основании вертикального сечения выполнена с углами, равными

45-50о и 55-60а, причем угол 45-50 обращен в сторону секции с фильтром ,кипящего слоя.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что треугольная призма выполнена с длиной ребра, равной длине перегородки, а ширина основания призмы и перегородки составляет 0,3-1 эквивалентного диамет-:ра второй по ходу запыленного газа .секции °

6. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что во второй по ходу запыленного газа секции установлены конвективные поверхности нагрева, соединенные с теплообменными поверхностями фильтра кипящего слоя.

107 39 81

Изобретение относится к использованию вторичных энергоресурсов: тепла отходящих газов и может быть применено в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известны устройства перед конвективными поверхностями нагрева, содержащие в себе конструктивные элементы, способствующие очистке горячего запыленного газа от пыли. К ним относятся жалюзийные решетки, выполненные в виде комплекта стаци-онарно закрепленных пластин или уголков, образующих щели для прохода газа с изменением направления его движения. Однако жалюзийные решетки быстро забиваются оседающей на них пылью (1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для обработки запыленно- 2О

ro газа - аппарат кипящего слоя, включающий в себя распределительную решетку, через которую подается холодный очищенный газ, сопла для подачи горячего запыленного газа, расположенные в верхней части кипящего слоя, теплообменные поверхности в кипящем слое для отвода тепла, трубопроводы для подвода холодного чистого газа и отводы газа иэ аппарата j2) .

ЗО

Недостатком этого устройства asляется локализованный отвод газа через трубопровод, расположенный в подсводовом пространстве на стене, противолежащей вводу горячего запы- 35 ленного газа. В связи с тем, что площадь сечения отводящего трубопровода в несколько раз меньше площади сечения аппарата кипящего слоя, повышается скорость удаляемого газа, со- 4ц провождающаяся интенсивным выносом пыли. Эта пыль, поступающая на конвективные поверхности теплоутилизатора, приводит к износу омываемых поверхностей. Некоторые участки под- . вержены налипанию пыли м в них нарушадтся желаемый теплообмен, что ведет к снижению утилизации тепла.

Цель изобретения - повышение степени утилизации тепла.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для обработки горячего запыленного газа перед теплоутилиэатором содержащем корпус с фильтром кипящего слоя, теплообменными эз поверхностями, соплами горячего запыленного газа, расположенными в верхней части кипящего слоя, и распределительной решеткой холодного чистого газа, корпус разделен верти- 6О кальной перегородкой на две секции, в первой по ходу газа из которых размещен фильтр кипящего слоя, а на вершине перегородки установлена тре угольная отбойная призма. 65

Кроме того, расстояние от сопел горячего запыленного газа до верши-ны призмы составляет 3-5 высоты кипящего слоя.

Расстояние от вершины призмы до свода корпуса равно эквивалентному диаметру второй по ходу запыленного уаза секции, Треугольная призма в основании вертикального сечения выполнена с углами, равными 45-50 и 55-б 0 о О причем угол 45-50 обращен в стоа рону секции с фильтром кипящего слоя.

Треугольная призма выполнена с длиной ребра, равной длине перегородки, а ширина основания призмы и перегородки составляет 0,3-1 эквивалентного диаметра второй по ходу запыленного газа секции.

Во второй по ходу запыленного газа секции установлены конвективные поверхности нагрева, соединенные с теплообменными поверхностями фильтра кипящего слоя.

Ф

Расстояние от сопел горячего запыленного газа до вершины призмы должно составлять 3-5 высоты кипящего слоя по следующим соображениям.

С поверхности кипящего слоя вместе с газами вырываются твердые частицы и за счет повышенных локальных скоростей газа над слоем происходит их дальнейшее продвижение. Неизбежное усреднение скорости газа в надслоевом объеме приводит к выпадению час=тиц обратно в слой.

Высота надслоевого пространства, достаточная для осуществления процесса сепарации, зависит от таких характеристик кипящего слоя, как однородность псевдоожижения, физические свойства материала слоя, фнльтрационные скорости газа и др.

В предлагаемом устройстве объем, заключенный между уровнями расположения сопел горячего запыленного газа и вершиной призмы, является сепарационным объемом, высота которого мо-жет врыть выбрана в пределах 3-5 высоты кипящего слоя.

Нижний предел, равный трем высотам кипящего слоя, может быть выбран, если в устройстве создан кипящий слой, близкий по своей структуре к однородному, когда высота слоя равна 1-1,5 эквивалентного диаметра слоя, а распределительная решетка имеет живое сечение до 30Ъ от общей площади решетки.

Верхний предел, равный пяти высотам кипящего слоя, может быть выбран, если по конструктивным соображениям, удобству монтажа, имеющемуся дисперсному материалу для слоя, живому сечению решетки до 4Ъ от общей ее площади слой в устройстве по своей структуре далек от однородно1079987

10 гo и турбулизация слоя связана с выбранной для данных условий скоростью фильтрации, близкой к скорости витания пыли, вводимой н слой.

В таком случае выбросы материалов над слое в виде фонтанон достигает 5 высоты, равной высоте слоя, а выравнивание эпюры скоростей эа пределами кипящего слоя может достигаться на расстоянии, равном 2-3 высотам кипящего слоя. С учетом указанных ,особенностей высота сепарационной зоны и выбирается равной 5 высотам кипящего слоя .

Угол призмы, обращенный к кипящему слою, принят равным 45-50 для того, чтобы частицы пыли, оседающие на отбойную призму могли скатынаться с уклона обратно в кипящий слой.

В связи с тем, что угол естественногo GTKocB для большинства 11poMbE11JIpHных пылей находится в интервале 2845 . Укаэанный угол призмы принимао ется равным 45-50О. Два значения

45- и 50 выбраны с учетом удобства исполнения призмы при монтаже.

Изменение направления движения газового потока на 90 при повороте от подсводового пространства во вторую секциюобразует дополнительное местное сопротивление, которое можно уменьшить за счет скоса поворота под углом в 60 . Интервал в 55-60О а выбран из удобства монтажа.

Из соображений минимальных сопротивлений при перетекании газового потока иэ секции в секцию выбрана 35 также ширина основания призмы и перегородки равной 0,3-1 эквивалентного диаметра второй секции. Дли ребра ,принята равной длине перегородки из конструктивных сообращений. 40

Условие равенства расстояния от вершины призмы до свода корпуса и эквивалентного диаметра второй по ходу запыленного газа секции связано с необходимостью создания минимальных сопротивлений для прохода газа.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройстна для обработки горячих запыленных газов перед теплоутилизатором, вид спереди; на фиг. 2 — установка, вид сверху.

Устройство содержит корпус 1, разделенный вертикальной перегородкой 2 с отбойной призмой 3 на две секции, где в первой по ходу газа 55 размещен фильтр кипящего слоя 4, снабженный распределительной решеткой 5 и теплообменными поверхностями 6, соединенными с конвективными поверхностями 7, размещенными по вто-6О рой по ходу газа секции, а также соплами подвода горячего запыленного газа 8 и патрубком подвода под рас-! пределительную решетку холодного очищенного газа 9.

Устройство работает следующим образом.

Горячий запыленный липкими частицами гаэ попадает в фильтр кипящего слоя 4 через сопла 8, расположенные н верхней части развитого кипящего слоя, который создают с помощью охлажденного чистого газа или воздуха, подаваемого через патрубок 9 под распределительную решетку 5. В верхней части кипящего слоя происходит захват частиц, внесенных горячим газом. Частицы, внедряясь н слой, охлаждаясь и налипая на основной зернистый материал слоя или создавая конломераты, остаются в нем. Одновременно частично охлаждается газ, передавая тепло через кипящий слой поверхностям теплообмена 6, размещенным в слое и связанным с конвективными поверхностями 7.

Потоки горя hiего и холодного газа, объединяясь над кипящим слоем, проходят надслоевое пространство нысотой, ранной 3-5 высотам кипящего слоя, где происходит сепарация дисперсных частиц. Далее газовый поток через проем, образуемый сводом корпуса 1 и вершиной призмы 3, поступает во вторую секцию, где расположены конвективные поверхности нагрева 7.

Изменение направления движения газа обеспечивает выпадение пыли на отбойной призме и стекание ее обратно в кипящий слой.

Таким образом, предлагаемое устройство содержит элементы, способствующие очистке запыленного горячего газа перед подачей его на теплоутилизатор с конвективными поверхностями нагрева. К ним относятся фильтр кипящего слоя, надслоевое сепарационное пространство, отбойная треугольная призма.

Использование предлагаемого устройства обеспечит снижение запыленности дымовых газов перед конвективными поверхностями нагрева, что позволит повысить степень утилизации физического тепла дымовых газон и срок службы коннективных поверхностей нагрева теплоутилизатора. Это достигается за счет более редкого включения устройства очистки, приводящих периодически к поломкам элементов поверхностей нагрева или обмуровки котла.

Опыт промыаленных котлов — утилиэаторов мартенонских печей металлургического завода "Запорожсталь" по" казынает, что эа счет вышеуказанных факторов можно повысить производи-. ,тельность котла — утилиэатора на 11В.

1079987

Заказ 1319/41 Тираж 578

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Иноземцева

Редактор Л. Авраменко Техред М. Гергель Корректор А. Тя ско