Способ утилизации тепла отходящих газов

 

Использование: теплоэнергетика, утилизация тепла,.очистка отходящих газов теплотехнических установок. Сущность изобретения: В способе тепло отходящих газов передают нагреваемому теплоносителю (Т) посредством промежуточного Т, циркулирующего по двум независимым контурам А и 6. В контуре Б производится предварительный нагрев Т, а в контуре А его догрев. Промежуточный Т в обоих контурах подают спутно потоку газов, в результате чего увеличивается скорость движения двухкомпонентной смеси, что способствует повышению эффективности теплообмена. 1 ил.

ГОюз ГО8етских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч>s F 28 С 3/06 (ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

8ЕДОМСТ80 СССР (ГОСПЛТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823820/06 (22) 07.05.90 (46) 15.02.93. Бюл. ¹ 6 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И. А. Гришманова (72) М. И. Кулешов; Б. М. Гришко, В. В. Носатов и О, А, Петрунов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1224534, кл. F 28 D 5/00, 1987, Авторское свидетельство СССР

N 1314220, кл, F 27 D 17/00, 1985. (54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации тепла и очистки отходящих газов теплотехнологических установок в различных отраслях промышленности, Известен способ утилизации тепла, при котором отходящий технологический газ последовательно проходит ступени с орошаемой и неорошаемой теплообменными поверхностями, при чем в орошаемой ступени газ с промежуточным теплоносителем движется прямотоком s нисходящем потоке, à в неорошаемой — без промежуточного теплоносителя в восходящем потоке.

Недостатком данного способа утилизации тепла является недостаточно полная утилиэация тепла отходящих газов и при работе на запыленных газах существует возможность зарастания отложениями трубной поверхности во второй неорошаемой ступени, что влечет за собой потерю эффективности теплообмена.

Наиболее близким к изобретению является способ утилизации тепла отходящих

Я) «1795251 А1 (57) Использование; теплоэнергетика, утилизация тепла,.очистка отходящих газов теплотехнических установок. Сущность изобретения: В способе тепло отходящих газов передают нагреваемому теплоносителю (Т) посредством промежуточного Т, циркулирующего по двум независимым контурам А и

Б. В контуре Б производится предварительный нагрев Т, а в контуре А его догрев. Промежуточный Т в обоих контурах подают спутно потоку газов, в результате чего увеличивается скорость движения двухкомпонентной смеси, что способствуег повышению эффективности теплообмена, 1 ил, технологических газов, заключающийся в подаче отходящих газов в слой промежуточного теплоносителя; циркуляции промежуточного теплоносителя с фильтрацией его перед возвратом в процесс; теплообмене промежуточного теплоносителя с нагреваемым теплоносителем; циркуляции промежуточного теплоносителя по двум контурам, при этом в первом контуре по ходу движения отходящего газа промежуточный теплоноситель подается пря мото ком с отходящим газом в восходящем потоке, а во втором контуре — противотоком с отходящим газом, при чем после первого контура промежуточный теплоноситель делится на два потока, один из которых направляется на циркуляцию в первый контур, а другой— во второй контур.

Недостатками данного способа утилизации тепла отходящих технологических газов являются недостаточная эффективность теплообмена, вследствие противоточного движения промежуточного теплоносителя и отходящего газа во втором контуре, что не

1795251

20

35 позволяет увеличить скорость выше 1-3 м/с, и недостаточно полная утилизация тепла.отходящих газов, ввиду того, что горячий промежуточный теплоноситель после первого контура поступает на выход отходящих газов.

Цель изобретения — повышение степени утилизации тепла и увеличение эффективности теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающимся в подаче отходящих газов в слой промежуточного теплоносителя, циркуляции промежуточного теплоносителя с фильтрацией его перед возвратом в процесс, теплообмене промежуточного теплоносителя с нагреваемым теплоносителем, циркуляции промежуточного теплоносителя по двум контурам, при этом в первом контуре по ходу движения отходящего газа проме>куточный теплоноситель подается прямотоком с отходящим газом в восходящем потоке, а во втором контуре по ходу движения отходящего газа проме>куточнцй теплоноситель подается прямотоком c oòõoäÿùëì газом в нисходящем потоке, причем циркуляция промежуточного теплоносителя во втором контуре осуществляется независимое от циркуляции промежуточного теплоносителя в первом контуре.

Сопоставимый анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что использование D0 втором контуре прямоточного движения промежуточного теплоносителя с отходящим газом в нисходящем потоке позволяет увеличить скорость во втором контуре, а следовательно и во всей системе. до 8-10 м/с, что влечет за собой повышение эффективности теплообмена по сравнению с известным способом. В известном способе промежуточный теплоноситель, нагретый после первого контура до температуры мокрого термометра (60 — 75 С) подае-.ся противотоком с отходящим газом на циркуляцию, следовательно, отходящий газ на выходе из второго контура будет иметь акую же температуру, кроме того, отходящий газ покидает систему с повышенным влагосодер>канием. Осуществление циркуляции промежуточного теплоносителя во втором контуре независимо от циркуляции промежуточного теплоносителя в первом контуре позволяет использовать скрытую теплоту парообраэования отходящего газа и понизить em температуру до 30 — 40 С, что ведет к бопее полной утилизации тепла отходящего газа.

На чертеже изображена схема предлагаемого способа утилизации тепла отходящих технологических газов.

Схема включает аппарат 1, состоящий из двух ступеней I u li в каждой из которых расположена трубная поверхность 2 для нагреваемого теплоносителя, которая омывается двухкомпонентным потоком, состоящим иэ отходящего газа и промежуточного теплоносителя, Промежуточный теплоносител ь циркулирует по двум независимым контурам А в I-й ступени и Б по II-й ступени. Для обеспечения циркуляции проме>куточного теплоносителя по контурам А и Б и era подача в поток отходящего газа используются насос 3 и ороситель 5, При помощи сепараторов 6 и 7 происходит разделение промежуточного теплоносителя и отходящего газа в 1-й и 11-й ступени соответственно. Для очистки проме>куточного теплоносителя, циркулирующего по контуру А предусмотрен фильтр 4, Предлагаемый способ утилизации тепла охла>кдающих технологических газов реализуется следующим образом, Горячий отходящий запыленныл технологический газ подается снизу на вход в 1-ю ступень аппарата 1, Проходя ороситель 5, через который поступает промежуточный теплоноситель, циркулирующий по контуру А, отходящий газ перемешивается с ним и этот двухкомпонентный поток, образуя пенный ре>ким течения в результате спутного восходящего движения, омывает трубную поверхность 2

1-й ступени, по которой проходит нагреваеMûé теплоноситель, Здесь в результате интенсивного тепло-массообмена происходит передача тепла от отходящего газа к промежуточному теплоносителю и далее нагреваемому теплоносителю, а также очистка отходящего газа от пыли, которая улавливается проме>куточным теплоносителем. После трубной поверхности 2 1-й ступени аппарата 1 в сепараторе 6 происходит разделение промежуточного теплоносителя и отходящего газа, Промежуточный теплоноситель, нагретый до температуры мокрого тер lOMBTpB (60 — 75 С), с уловленной пылью при помощи насоса 3 нагнетается в фильтр

4, rpe происходит отделение пыли, и чистый промежуточный теплоноситель направляется в ороситель 5, Таким образом, циркуляция промежуточного теплоносителя по контуру А в I-й ступени аппарата 1 завершается, Очищенный от пыли, охлажденный до температуры мокрого термометра 160-75 С) увлажненный отходящий газ направляется на ll-e ступень аппарата 1, где после оросителя 5 ступает во взаимодействие с промежуточным теплоносителем, цир улирующий

179525! по контуру Б. Далее эта двухкомпонентная смесь в нисходящем потоке омывает трубную поверхность 2 II-й ступени аппарата 1.

Здесь происходит окончательное охлаждение и понижение влагосодержания отходящего газа в результате передачи тепла нагреваемому теплоносителю, После трубной поверхности 2 II-й ступени в сепараторе

7 происходит разделение промежуточного теплоносителя, циркулирующего по контуру

Б, и отходящего газа. Промежуточный теплоноситель при помощи насоса 3 и оросителя 5 возвращается в процесс, а отходящий газ, охлажденный до температуры 30-40 С, покидает аппарат 1. Передача тепла нагреваемому теплоносителю происходит ступенчато. Во II-й ступени аппарата 1 происходит предварительный нагрев, а в I-й ступени догрев нагреваемого теплоносителя, который далее направляется для последующего использования в технологических целях.

Применение по 2-й ступени прямоточного движения отходящего газа и промежуточного теплоносителя в нисходящем потоке в предлагаемом способе, в отличие от противотока известного ранее, позволяет существенно увеличить скорость движения двухкомпсчентного потока состоящего

Формула изобретения

Способ утилизации тепла отходящих газов путем передачи тепла от последних нагреваемому теплоносителю посредством промежуточного теплоносителя, циркулиру<ощего по двум контурам, размещенным в зонах соответственно подвода газов и нагреваемого теплоносителя, причем в первой из отходящего газа и промежу<очного теплоносителя как во Il-й, так и в I-й ступени, что влечет за собой ув ..л ичение эффективности теплообмена между этим двухкомпо5 нентным потоком и на< реваемым теплоносителем на 40-50Я по сравнению с известным способом. Применение во II-й ступени ко><тура циркуляции Б промежуточного теплоносителя, независимо от контура

10 циркуляции А промежуто <ного теплоносителя в I-й ступени, позволяет снизить температуру отходящего газа с 60-75"С до

30 — 40 -С и использовать скрь<тую теплоту парообразования, в результате конденсации

15 пара, содержащегося в отходящем газе после прохождения!-й ступени, что влечет за собой существенное снижение энтальпии отходящего газа, а следовательно в более полную утилизацию тепла отходящего газа.

20 Таким образом. по предлагаемому способу осуществление циркуляции промежуточного теплоносителя по двум независимым контурам и применение во IIй ступени аппарата прямоточного движения

25 в нисходящем потоке отходящего газа и промежуточного теплоносителя позволяет повысить степень утилизации тепла отходящего газа и существенно увеличить эффективность теплообмена. зоне промежуточный теплоноситель подают спутно потоку газов, отл и ча ю щи и с я тем, что, с целью повышения степени утилизации тепла, циркуляцию теплоносителя в указанных двух контурах осуществляют автономно, при этом во второй зоне промежуточный теплпноситель подают спутно потоку газов, 1795251 ф ° Составитель В.Носатов

Техред M.Моргентал Корректор М,Тка, Редактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго, .Г, 0 жгород, ул, агарпна 101

Заказ 421 Тираж Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г HT СССР

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