установка для очистки дымовых газов котлов

Формула изобретения

Установка для очистки дымовых газов парового котла, содержащая форсунку и систему подачи в нее воды, отличающаяся тем, что форсунка размещена на потолочной панели котла, направлена вниз по вертикальной оси симметрии топки котла с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а система подачи воды включает емкость с размещенным на ее входе сепаратором продувочной воды котла, трубопровод с насосом подачи продувочной воды из емкости и установленный в газоходе котла водоперегреватель, соединенный трубопроводом с форсункой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться для очистки дымовых газов паровых котлов от оксидов серы, азота.

Известна установка (US 814411, МКИ В01 В 47/10), содержащая эжекционную трубу Вентури, которая включает в себя сопла Лаваля для подачи перегретой воды, камеру смешения, диффузор. Недостаток этой установки - большие затраты энергии в процессе эксплуатации установки.

Наиболее близким устройством к заявляемому объекту по совокупности признаков является устройство (Журнал «Цветная металлургия» №9, 1990, стр.34) для очистки дымовых газов котлов, работающих на угле, которая смонтирована на задней стенке котла, содержащая вентилятор, трубопровод пара, воздушный коллектор и сопло.

Недостатки этой установки: низкая надежность, эффективность и экономичность очистки дымовых газов от оксидов серы и азота. Низкая надежность обусловлена тем, что сопло установлено неподвижно. Поэтому при высоких давлениях пара на коллекторе происходит перемещение паровоздушными потоками пламени к фронту котла, что приводит к преждевременному износу забрасывателей топлива и фронта котла. Низкая эффективность и экономичность определяются тем, что для очистки дымовых газов используется энергетический пар, полученный из воды, прошедшей химическую очистку.

Задача изобретения - использование сточной воды продувки котлов вместо воды, прошедшей химическую очистку.

Технический результат - повышение надежности работы котла, эффективности и экономичности очистки дымовых газов от оксидов серы и азота.

Это достигается тем, что в установке для очистки дымовых газов котла, содержащем форсунку и систему подачи воды, форсунка размещена на потолочной панели котла, и направлена вниз по вертикальной оси симметрии топки с возможностью возвратно-поступательного перемещения и снабжена системой подачи воды, включающей емкость с размещенным на ее входе сепаратором продувочной воды парового котла, трубопровод с насосом подачи воды из емкости, размещенным в газоходе котла водоперегреватель, соединенный трубопроводом с форсункой.

Размещение форсунки на потолочной панели котла и направление ее вниз по вертикальной оси симметрии топки обеспечивает встречное взаимопроникающее движение между вытекающей из форсунки перегретой воды с поднимающимися вверх дымовыми газами. Это обеспечивает интенсивный равномерно распределенный по всему живому сечению топки тепло и массообмен между очищаемыми дымовыми газами и очищающими их водяными парами, образующимися из перегретой воды, а также порождает дополнительную циркуляцию газов и паров воды. Поэтому повышается надежности работы котла и эффективности очистки дымовых газов от оксидов серы и азота. Возможность возвратно-поступательного перемещения форсунки позволяет обеспечить оптимальный режим очистки для каждого конкретного режима работы котла.

Благодаря тому, что форсунка снабжена системой подачи воды, включающей емкость с размещенным на ее входе сепаратором продувочной воды парового котла, трубопровод с насосом подачи воды из емкости, размещенным в газоходе котла, водоперегреватель, соединенный трубопроводом с форсункой, осуществляется очистка дымовых газов от оксидов серы и азота. Дело в том, что в котельных чаще всего для обработки воды используется Na-катионирование. Поэтому в воде всегда имеется NaHCO₃.

В соответствии с реакцией

NaHCO₃+Н ₂О NaOH+H₂O+СО₂ ,

в паре воды всегда имеется щелочь NaOH, которой и осуществляется очистка дымовых газов от оксидов серы и азота.

Размещение в газоходе водоперегревателя, соединенного трубопроводом с соплом, повышает экономичность и эффективность очистки, т.к. используется тепло отходящих дымовых газов и воды продувки, а не энергетического пара: продувочная вода после сепаратора имеет температуру 106-114°С, которая дополнительно перегревается за счет тепла отходящих газов до температуры 140-180°С. При истечении перегретой воды из форсунки она мгновенно испаряется. Поэтому возникают высокоинтенсивные процессы тепло- и массообмена между паром оксидами серы и азота, обуславливающие повышение эффективности очистки за счет химических реакций, происходящих между парами воды продувки котла оксидами серы, азота, твердыми частицами несгоревшего угля и возврата наиболее крупных частиц несгоревшего на горящий слой угля благодаря дополнительной циркуляции.

На чертеже представлена установка для очистки дымовых газов. Она содержит форсунку 1, размещенную на потолочной панели котла 2, котла 3 и направленную вниз по вертикальной оси симметрии топки с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Форсунка 1 снабжена системой подачи воды, включающей емкость 4 с размещенным на ее входе сепаратором 5 продувочной воды с патрубками 6, 7, трубопроводом 8 с всасывающим трубопроводом 9, насосом 10 подачи воды из емкости 4, размещенным в газоходе 11 котла, водоперегреватель 12, соединенный трубопроводом 13 с соплом 1. В котле 3 на колосниковой решетке 14 находится уголь 15.

Установка для очистки дымовых газов работает следующим образом.

Из сепаратора 5 через патрубок 7, трубопровод 8 поступает продувочная вода при температуре 106-114°С в емкость 4. Из емкости 4 через трубопровод 9 насосом 10 вода подается в водоперегреватель 12, в котором за счет тепла отходящих дымовых газов перегревается до температуры 140-180°С при давлении 0,4-1,2 МПа. Из водоперегревателя 12 перегретая вода поступает в форсунку 1. При истечении из форсунки 1 вода мгновенно вскипает. Благодаря тому, что форсунка 1 размещена на потолочной панели котла и направлена вниз, по вертикальной оси симметрии топки происходит встречное взаимопроникающее движение между вытекающей из форсунки перегретой водой с поднимающимися вверх дымовыми газами. Это обеспечивает интенсивный равномерно распределенный по всему живому сечению топки тепло- и массообмен между очищаемыми дымовыми газами и очищающими их водяными парами, образующимися из перегретой воды, а также порождает дополнительную циркуляцию газов и паров воды. Поэтому повышается надежности работы котла и эффективности очистки дымовых газов. Возможность возвратно-поступательного перемещения сопла позволяет обеспечить оптимальный режим очистки для каждого конкретного режима работы котла.

Благодаря тому, что сопло снабжено системой подачи воды, включающей емкость с размещенным на ее входе сепаратором продувочной воды парового котла, трубопровод с насосом подачи воды из емкости, размещенным в газоходе котла, водоперегреватель, соединенный трубопроводом с соплом, осуществляется очистка дымовых газов от оксидов серы и азота. Дело в том, что в котельных чаще всего для обработки воды используется Na-катионирование. Поэтому в воде имеется NaHCO ₃. Поэтому в паре, образующемся при истечении воды из форсунки, всегда наличествует щелочь NaOH, которая и очищает дымовые газы от оксидов серы и азота.