Водогрейный котел

Изобретение предназначено для подогрева воды и может быть использовано в теплотехнике. Водогрейный котел содержит вихревую камеру сгорания, состоящую из улиткообразного коллектора, направляющего аппарата, загрузочного устройства, осевых патрубков, торцевых стенок гиперболической формы и роторный разбрасыватель твердого или жидкого топлива или измельченных бытовых отходов На внутренней поверхности торцевых стенок выполнены микроканалы в виде трехступенчатого каталитического пакета, включающего слой высокоактивного Pd-Ge-Al₂O₃ - катализатора на входе в вихревую камеру сгорания, основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al₂O₃ - катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания. На внешней стороне торцевых стенок установлен кожуховихревой теплообменник, одной из стенок которого являются торцевые стенки вихревой камеры сгорания. Изобретение обеспечивает эффективную утилизацию бытовых отходов и использование оптимального типа катализатора в камере сгорания. 2 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для подогрева воды, а также к оборудованию для утилизации тепла, полученного от сжигания измельченных бытовых отходов.

Известна вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена (1), содержащая улиткообразный коллектор, направляющий аппарат, торцевые стенки гиперболической формы, на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора.

У известной вихревой камеры (1) два недостатка: 1) отсутствует механизм подачи твердого или жидкого топлива, или измельченных бытовых отходов в рабочую зону вихревой камеры; 2) не установлен оптимальный тип катализатора.

В то же время известна работа (2), в которой установлен оптимальный тип катализатора для сжигания различных видов топлива.

Задача изобретения - разработать аппарат для сжигания различных видов топлива, а также измельченных бытовых отходов, снабженный механизмом подачи топлива и измельченных бытовых отходов в рабочую зону и в котором использовался бы оптимальный тип катализатора.

Поставленная задача решается созданием водогрейного котла, содержащего вихревую камеру сгорания, состоящую из улиткообразного коллектора, направляющего аппарата, загрузочного устройства, осевых патрубков, торцевых стенок гиперболической формы (или приближенной к гиперболической - для упрощения изготовления, например конической), на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы в виде трехступенчатого каталитического пакета, включающего слой высокоактивного Pd-Ge-Al₂O₃ - катализатора на входе в вихревую камеру сгорания, основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al₂O₃ - на выходе из вихревой камеры сгорания, роторный разбрасыватель твердого или жидкого топлива или измельченных бытовых отходов, отличающийся тем, что на внешней стороне торцевых стенок установлен кожуховихревой теплообменник, одной из стенок которого являются торцевые стенки вихревой камеры сгорания.

Водогрейный котел представлен на Фиг.1 и 2, где 1 - улиткообразный коллектор; 2 - направляющий аппарат; 3 - загрузочное устройство; 4 и 5 - торцевые стенки гиперболической формы; 6 и 7 - осевые патрубки; 10, 8, и 9 - микроканалы с нанесенным слоем катализатора Pd-Ge-Al₂O₃ на входе в вихревую камеру сгорания; основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al₂O₃ - катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания; 11 - роторный разбрасыватель; 12 - кожуховихревой теплообменник, состоящий из двух частей, примыкающих соответственно к нижней 4 и верхней 5 торцевым стенкам вихревой камеры сгорания; 13 - улиткообразные патрубки подачи холодной воды в кожуховихревой теплообменник; 14 - направляющие аппараты кожуховихревого теплообменника; 15 - патрубки вывода нагретой воды из кожуховихревого теплообменника.

Водогрейный котел работает следующим образом.

Первый вариант - твердое или жидкое топливо или их смесь с измельченными бытовыми отходами подаются в загрузочное устройство 3 и далее поступают на роторный разбрасыватель 11 и в рабочую зону вихревой камеры сгорания между торцевыми стенками 4 и 5, где происходит их сгорание. В рабочую зону вихревой камеры через улиткообразный коллектор 1 и направляющий аппарат 2 подается также воздух. Гиперболические стенки вихревой камеры позволяют удерживать частицы твердого или жидкого топлива, а также измельченные частицы бытовых отходов в рабочей зоне вихревой камеры до полного сгорания, после чего воздух с продуктами сгорания выводится из вихревой камеры через осевые патрубки 6 и 7. Холодная вода подается в кожуховихревой теплообменник 12 через улиткообразные патрубки подачи 13 и направляющие аппараты 14, а нагретая вода выводится из кожуховихревого теплообменника через патрубки вывода 15. Измельченные бытовые отходы снижают расход твердого или жидкого топлива на нагрев воды.

Второй вариант - нагрев воды газом или смесью газа с измельченными бытовыми отходами. Газ в смеси с воздухом подается в рабочую зону вихревой камеры между торцевыми стенками 4 и 5, сгорает и нагревает воду, протекающую через кожуховихревой теплообменник 12. В рабочую зону вихревой камеры сгорания могут подаваться также измельченные бытовые отходы, что снижает расход газа на нагрев воды. Продукты сгорания выводятся из вихревой камеры через осевые патрубки 6 и 7, а нагретая вода - через патрубки 15.

Литература

1. Патент №2337294. Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена / Шелудяков Е.П., Опубл. 27.10.2008. Бюл. №30.

2. Каталитическое сжигание - в малую энергетику. / Наука в Сибири №47 (4 декабря 2008 г.) http://www - sbras. /HBC/.

Водогрейный котел, содержащий вихревую камеру сгорания, состоящую из улиткообразного коллектора, направляющего аппарата, загрузочного устройства, осевых патрубков, торцевых стенок гиперболической формы (или приближенной к гиперболической - для упрощения изготовления, например конической), на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы в виде трехступенчатого каталитического пакета, включающего слой высокоактивного Pd-Ge-Al₂O₃ - катализатора на входе в вихревую камеру сгорания, основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al₂O₃ - катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания, роторный разбрасыватель твердого или жидкого топлива или измельченных бытовых отходов, отличающийся тем, что на внешней стороне торцевых стенок установлен кожуховихревой теплообменник, одной из стенок которого являются торцевые стенки вихревой камеры сгорания.