Теплица с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов

Изобретение относится к теплоэнергетике и сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения урожайности в овощеводстве закрытого грунта. Теплица включает транзитный газоход с отводным газоходом, теплообменник, вентилятор, эжектор, распределитель озоновоздушной смеси, соединенный с озонатором, газовоздушный коллектор, соединенный с корпусом теплицы, снабженной дефлектором. После эжектора установлена камера окисления, снабженная распределителем озоновоздушной смеси и гидрозатвором. Газовоздушный коллектор соединен через свои правую и левую ветви с корпусом теплицы, установленным на правый и левый ряды вертикальных пластинчатых теплообменников, примыкающих своими торцами к опорным стойкам. Каждый вертикальный пластинчатый теплообменник состоит из вертикального прямоугольного корпуса с внутренней вертикальной перегородкой, которые изготовлены из прозрачного материала с высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью. Вертикальная перегородка установлена с образованием нижней переточной щели. В верхней части внутренней стенки корпуса устроена горизонтальная распределительная щель. В верхней части наружной стенки корпуса устроен газовоздушный штуцер, соединенный с правой или левой ветвью газовоздушного коллектора. В днище корпуса устроен штуцер слива конденсата, соединенный с правой или левой ветвью конденсатного коллектора, соединенного с камерой окисления через гидрозатвор и с анионитовым фильтром. Обеспечивается повышение экологической эффективности теплицы с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов. 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения урожайности в овощеводстве закрытого грунта совместно с очисткой и утилизацией газообразных продуктов сгорания теплоэнергетических установок и двигателей внутреннего сгорания.

Известна газовоздушная установка для создания микроклимата в теплицах, включающая огневую камеру с горелками для сжигания газа и распределительным коллектором, теплообменник, вентилятор, форсунки для распыления воды, трубопроводы с регулировочными заслонками, дымосос, в которой за счет тепла дымовых газов подогревается воздух и осуществляется его смешение с дымовыми газами для обогащения его углекислым газом перед подачей в теплицу [А.с. СССР №18451, МКл.4 А 01G, бюл. №14, 1966].

Основными недостаткам известного устройства являются невозможность очистки в нем дымовых газов от оксидов азота и оксидов серы перед подачей их в теплицу, присутствие которых в обогреваемом воздухе отрицательно влияет на развитие растений в теплице, что снижает экономические и экологические показатели установки.

Более близким к предлагаемому изобретению является устройство для очистки и комплексной утилизации дымовых газов, включающее зону обработки, соединенную с транзитным газоходом через отводной газоход, в которую входят вертикальный трубчатый теплообменник–абсорбер, состоящий из соединенных последовательно по газу в трубном пространстве сверху-вниз, воздухоподогревателя и конденсатора, который соединен по конденсату с анионитовым фильтром, а по газу с эжектором, газоходом рабочей смеси и теплицей, в крыше которой размещен дефлектор, причем межтрубное пространство воздухоподогревателя соединено с дутьевым воздуховодом, а межтрубное пространство конденсатора соединено с газоходом наружного воздуха и вентилятором [Патент РФ №2377058, МПК В 01 D 53/60, А 01G 9/18, бюл. №36, 2009].

Основным недостатком известного устройства является использование в зоне обработки трубчатых теплообменников, обусловливающее высокое аэродинамическое сопротивление установки и ее высокую стоимость, отсутствие камеры окисления, снижающее скорость окисления монооксидов азота до диоксидов, что в конечном счете уменьшает экономическую и экологическую эффективность известного устройства.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение экологической и экономической эффективности теплицы с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов.

Технический результат достигается в теплице с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов, включающей зону обработки, соединенную с транзитным газоходом и состоящую из соединенных последовательно через отводной газоход, вентилятора, эжектора, камеры окисления, снабженной распределителем озоновоздушной смеси, соединенным с озонатором, и гидрозатвором, газовоздушного коллектора, соединенного через свои правую и левую ветви с корпусом теплицы, установленным на правый и левый ряды вертикальных пластинчатых теплообменников, примыкающих своими торцами к опорным стойкам, в крыше которого устроен дефлектор, при этом каждый вертикальный пластинчатый теплообменник состоит из вертикального прямоугольного корпуса с внутренней вертикальной перегородкой, которые изготовлены из прозрачного материала с высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью, причем вертикальная перегородка установлена с образованием нижней переточной щели, в верхней части внутренней стенки корпуса устроена горизонтальная распределительная щель, в верхней части наружной стенки корпуса вертикального пластинчатого теплообменника устроен газовоздушный штуцер, соединенный с правой или левой ветвью газовоздушного коллектора, в днище корпуса устроен штуцер слива конденсата, соединенный с правой или левой ветвью конденсатного коллектора, соединенного с камерой окисления через гидрозатвор и с анионитовым фильтром.

В основу работы предлагаемого устройства положены особенности состава дымовых и выхлопных газов теплоэнергетических агрегатов и двигателей внутреннего сгорания, основными компонентами которых, на основании опытных данных и расчета состава продуктов сгорания, являются азот (76-82)% об., диоксид углерода (7-14)% об., водяные пары (5-17)% об., концентрация которых зависит от вида топлива и способа его сжигания [Роддатис К.Ф., Соколовский Я.Б. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергия, 1975, с.15]; высокая скорость кислотообразования в условиях конденсации водяных паров нитрозных газов [Олевский В.М. Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности – М.: Химия, 1985, с.42], возможность использования азотнокислого натрия в качестве удобрения [Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. – Л.: Химия, 1983, с. 226] и способность растений в процессе фотосинтеза усваивать диоксид углерода с выделением кислорода [Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. – М.: Дрофа, 2004, с.210]. Кроме того, нагрев воздуха в конденсаторе 2–й ступени 8, высота вытяжной трубы 13 с дефлектором 14 создают в вертикальных воздушных каналах 16 для воздушного потока самотягу [Ю. П. Гусев Основы проектирования котельных установок – М.: Стройиздат, 1977, с.143].

Теплица с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов (ТОКУСГ) изображена на фиг. 1–5 (фиг. 1 – общий вид ТОКУСГ, фиг. 2–4 – план и разрезы теплицы, фиг. 4 – узел теплообменника–газораспределителя 11).

Теплица с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов (ТОКУСГ) содержит зону обработки, соединенную с транзитным газоходом 1 и состоящую из соединенных последовательно через отводной газоход 2, вентилятора 3, эжектора 4, камеры окисления 5 с размещенным в ней распределителем озоновоздушной смеси, соединенным с озонатором (на фиг. 1–5 не показаны) и гидрозатвором 6, газовоздушного коллектора 7, соединенного через свои правую и левую ветви с корпусом теплицы 8, установленным на правый и левый ряды 9 и 10 вертикальных пластинчатых теплообменников (ВТПО) 11, примыкающих своими торцами к опорным стойкам 12, в крыше которого устроен дефлектор 13, при этом каждый ВТПО 11 состоит из вертикального прямоугольного корпуса 14 с внутренней вертикальной перегородкой 15, которые изготовлены из прозрачного материала с высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью, причем вертикальная перегородка 15 установлена с образованием нижней переточной щели 16, в верхней части внутренней стенки корпуса 14 устроена горизонтальная распределительная щель 17, в верхней части наружной стенки корпуса 14 устроен газовоздушный штуцер 18, соединенный с правой или левой ветвью газовоздушного коллектора 7, в днище корпуса 14 устроен штуцер слива конденсата 19, соединенный с правой или левой ветвью конденсатного коллектора 20, соединенного с камерой окисления 5 через гидрозатвор 6 и с анионитовым фильтром 21.

Перед началом работы ТОКУСГ предварительно на нулевой отметке осуществляется монтаж правого 9 и левого 10 рядов ВТПО 11 между опорными стойками 12, к которым крепится корпус теплицы 8 (узлы крепления на фиг. 1–5 не показаны), после чего производится монтаж остального оборудования. Работа ТОКУСГ происходит следующим образом.

Сбросные газы теплогенерирующей установки или двигателя внутреннего сгорания (ДВС) (на фиг. 1–5 не показаны), количество которых обусловлено производительностью ТОКУСГ, из транзитного газохода 1 под напором, создаваемым дымососом или ДВС, через отводной газоход 2 направляются в зону обработки в эжектор 4, в который также подается наружный воздух высоконапорным вентилятором 3 и где происходит смешение газов с наружным воздухом и снижение их температуры. Из эжектора 4 охлажденная газовоздушная смесь поступает в камеру окисления 5, где смешивается с озоновоздушной смесью, поступающей из озонатора и распределителя озоновоздушной смеси (на фиг. 1–5 не показаны), и происходит процесс окисления большей части монооксидов азота до диоксидов, начало процессов конденсации водяных паров и абсорбция образовавшимся конденсатом диоксидов азота, после чего газовоздушная смесь через правую и левую ветви газовоздушного коллектора 7 поступает в правый и левый ряды 9 и 10 вертикальных пластинчатых теплообменников (ВТПО) 11. В ВТПО 11 газовоздушная смесь окончательно охлаждается наружным воздухом с наружной стороны и внутренним воздухом теплицы 8 с внутренней стороны до температуры 40–45°С с образованием конденсата, стекающего вниз по стенкам ВТПО 11, в результате чего происходит окисление оставшихся монооксидов азота до высших с высокой скоростью, абсорбция их конденсатом и интенсивное кислотообразование в процессе конденсации водяных паров. Далее, окончательно очищенные и охлажденные газы через распределительные щели 17 ВТПО 11 направляются в теплицу 8, где в результате процесса фотосинтеза диоксид углерода усваивается растениями с выделением кислорода, одновременно интенсифицируя их рост, после чего газовоздушная смесь, обогащенная кислородом, за счет разрежения, создаваемого дефлектором 13, выбрасывается в атмосферу. Конденсат, насыщенный кислотными компонентами, из ВТПО 11 и камеры окисления 6 через конденсатный коллектор 20 поступает в анионитовый фильтр 21, где очищается от кислотных компонентов и направляется в конденсатный бак (на фиг. 1–5 не показан), откуда используется для подпитки котельного агрегата или ДВС. После регенерации анионита анионитового фильтра 21 раствором NaОН получают водный раствор NaNO3, который в качестве удобрения используется для повышения урожайности в теплице 8.

При этом отдельная окислительная камера 5 в ТОКУСГ позволяет увеличить скорость окисления оксидов азота, а замена трубчатых теплообменников рядами вертикальных пластинчатых теплообменников, являющихся как бы прозрачным фундаментом теплицы 8, охлаждаемых наружным воздухом снаружи и внутренним воздухом теплицы 8 изнутри за счет естественной тяги, создаваемой разностью его плотностей и дефлектором 13, позволяет снизить аэродинамическое сопротивление по газу, значительно снизить температуру сбросных газов без дополнительной затраты энергии на транспортировку охлаждающего воздуха и упростить конструкцию устройства.

Таким образом, предлагаемая теплица с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов обеспечивает упрощение конструкции устройства, увеличение степени очистки сбросных газов, утилизацию их тепла для обогрева теплицы и доставку диоксида углерода, который усваивается растениями с выделением кислорода, что повышает экологическую и экономическую эффективность установки.

Теплица с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов, включающая транзитный газоход с отводным газоходом, теплообменник, вентилятор, эжектор, распределитель озоновоздушной смеси, соединенный с озонатором, газовоздушный коллектор, соединенный с корпусом теплицы, снабженной дефлектором, отличающаяся тем, что после эжектора установлена камера окисления, снабженная распределителем озоновоздушной смеси и гидрозатвором, газовоздушный коллектор соединен через свои правую и левую ветви с корпусом теплицы, установленным на правый и левый ряды вертикальных пластинчатых теплообменников, примыкающих своими торцами к опорным стойкам, каждый вертикальный пластинчатый теплообменник состоит из вертикального прямоугольного корпуса с внутренней вертикальной перегородкой, которые изготовлены из прозрачного материала с высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью, вертикальная перегородка установлена с образованием нижней переточной щели, в верхней части внутренней стенки корпуса устроена горизонтальная распределительная щель, в верхней части наружной стенки корпуса устроен газовоздушный штуцер, соединенный с правой или левой ветвью газовоздушного коллектора, в днище корпуса устроен штуцер слива конденсата, соединенный с правой или левой ветвью конденсатного коллектора, соединенного с камерой окисления через гидрозатвор и с анионитовым фильтром.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения нитрата калия из нитрата кальция и хлорида калия и может найти применение в химической промышленности для производства нитрата калия и побочных продуктов на основе хлорида кальция.
Изобретение относится к производству минеральных удобрений, к технологии получения водорастворимых комплексных удобрений на основе аммиачной селитры и может быть использовано на производствах, выпускающих аммиачную селитру.
Изобретение относится к способам получения минеральных удобрений, в частности бесхлорных азотно-калийных удобрений. .

Изобретение относится к удобрениям, предназначенным для некорневого питания растений. .

Изобретение относится к области производства нитрата калия (НК) и может найти применение в сельском хозяйстве с целью повышения содержания НК в готовом продукте НК получают путем взаимодействия при нагревании до 90°С хлорида калия и нитрата натрия в растворе, насыщенном относительно нитрата калия и хлорида натрия, последующего постепенного охлаждения до 20°С реакционной смеси и выделением целевого продукта флотацией с применением в качестве флотореагента смеси октилсульфата натрия в количестве 100 - 150 г/т солей и солянокислого октадециламина в количестве 75 - 100 г/т солей.

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и сельскому хозяйству и может быть использовано в процессах очистки и утилизации сбросных газов теплоэнергетических установок и двигателей внутреннего сгорания для снижения загрязнений, выбросов парниковых газов в атмосферу и повышения урожайности в овощеводстве закрытого грунта.
Изобретение относится к снижению количества оксидов азота и оксидов серы, присутствующих в выхлопных газах. Способ снижения количества оксидов азота и серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, включает пропускание выхлопного газа вместе с отрегулированным количеством аммиака через каталитическую систему, содержащую один или более катализаторов, активных в отношении реакции с оксидами азота с получением азота, где в выхлоп вводят сам аммиак или аммиак образуется после введения в выхлопной газ до пропускания выхлопного газа через каталитическую систему; пропускание обработанного таким образом выхлопного газа через турбину в турбокомпрессоре; удаление триоксида серы и/или аммониевых соединений серы, присутствующих в выхлопе из турбокомпрессора, на последующей стадии обработки выхлопного газа.

Изобретение относится к способу разложения и/или удаления опасных веществ в газообразной и/или жидкой фазах с использованием фотокаталитического материала. Способ удаления газообразного опасного вещества, содержащего сильно концентрированные оксиды азота и оксиды серы, в окружающей среде, содержащей опасное вещество, включает: удаление оксидов азота посредством использования водного раствора аминового соединения в качестве химикалия в первичном устройстве и удаление оксидов серы посредством использования способа разложения, в котором во вторичном устройстве присутствуют фотокаталитический материал и разбавленный раствор пероксида водорода.
Изобретение относится к комплексной очистке различных газообразных выбросов промышленных производств, в частности дымовых газов. Способ включает прокачивание потока очищаемых газов через емкость, заполненную 5,0-10,0 М водным раствором трифторуксусной кислоты, насыщенным кислородом, отделение образовавшихся побочных продуктов, утилизацию последних, регенерацию отработанного раствора трифторуксусной кислоты путем насыщения кислородом и рециркуляцию регенерированного раствора на прокачивание.
Изобретение применяется на морских судах. Комплексная система выполнена в трех вариантах.

Изобретение относится к способу и устройству для снижения угарного газа и галогенированных органических соединений в мусоросжигательных установках с, по меньшей мере, одной камерой сгорания согласно первому и пятому пунктам формулы изобретения.

Изобретение относится к технике очистки продуктов горения от вредных экологических загрязнителей: оксидов азота (NO x) и монооксида углерода (СО) путем сухого селективного взаимодействия, при этом NOX должны восстанавливаться до азота, а СО окисляться до углекислоты СО2 .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для очистки дымовых газов от вредных примесей источников теплоснабжения систем квартирного отопления.

Изобретение относится к теплоэнергетике в сельском хозяйстве и может быть использовано в системах отопления теплицы и отопления блока переработки продукции при теплице.

Изобретение относится к теплоэнергетике и сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения урожайности в овощеводстве закрытого грунта. Теплица включает транзитный газоход с отводным газоходом, теплообменник, вентилятор, эжектор, распределитель озоновоздушной смеси, соединенный с озонатором, газовоздушный коллектор, соединенный с корпусом теплицы, снабженной дефлектором. После эжектора установлена камера окисления, снабженная распределителем озоновоздушной смеси и гидрозатвором. Газовоздушный коллектор соединен через свои правую и левую ветви с корпусом теплицы, установленным на правый и левый ряды вертикальных пластинчатых теплообменников, примыкающих своими торцами к опорным стойкам. Каждый вертикальный пластинчатый теплообменник состоит из вертикального прямоугольного корпуса с внутренней вертикальной перегородкой, которые изготовлены из прозрачного материала с высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью. Вертикальная перегородка установлена с образованием нижней переточной щели. В верхней части внутренней стенки корпуса устроена горизонтальная распределительная щель. В верхней части наружной стенки корпуса устроен газовоздушный штуцер, соединенный с правой или левой ветвью газовоздушного коллектора. В днище корпуса устроен штуцер слива конденсата, соединенный с правой или левой ветвью конденсатного коллектора, соединенного с камерой окисления через гидрозатвор и с анионитовым фильтром. Обеспечивается повышение экологической эффективности теплицы с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов. 5 ил.

Наверх