санитарная приставка для теплогенератора автономной системы теплоснабжения
| Классы МПК: | F23J15/02 очистителей, например для удаления вредных примесей |
| Автор(ы): | Ежов Владимир Сергеевич (RU), Сидоров Алексей Сергеевич (RU), Логвинов Владимир Игоревич (RU), Соколенко Николай Сергеевич (RU) |
| Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2009-02-24 публикация патента:
27.05.2010 |
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для очистки и утилизации тепла и конденсата дымовых газов теплогенераторов систем автономного теплоснабжения. Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является увеличение экономической и экологической эффективности мультисекционного блока очистки и утилизации дымовых газов теплогенератора автономной системы теплоснабжения. Технический результат достигается тем, что санитарная приставка для теплогенераторов автономных систем теплоснабжения состоит из корпуса, снабженного входным и выходным патрубками входа и выхода дымовых газов, внутри которого в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины, заполненные смесью крошки гашеной извести Са(ОН)2 и активированного угля, уложенные на опорные уголки и закрытые решеткой, покрытой слоем высоковязкого мазута, при этом под нижней корзиной устроен горизонтальный ряд перфорированных труб, правые кромки которых соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса, которая закрыта крышкой с воздушным патрубком, в котором помещен осевой вентилятор, а левые кромки заглушены левой вертикальной стенкой корпуса, причем под остальными вышерасположенными корзинами также устроены горизонтальные ряды труб, левые кромки которых соединены с отверстиями в левой вертикальной стенке корпуса, а правые кромки соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса, патрубок выхода дымовых газов сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор и снабжен снизу коническим поддоном, соединенным через гидрозатвор с дренажным трубопроводом. 7 ил.
Формула изобретения
Санитарная приставка для теплогенераторов автономных систем теплоснабжения, включающая корпус, снабженный входным патрубком и выходным патрубком, который сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор и снабжен снизу коническим поддоном, соединенным через гидрозатвор с дренажным трубопроводом, внутри которого помещены емкости, заполненные крошкой гашеной извести Са(ОН) 2 и активированного угля, отличающаяся тем, что внутри корпуса в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины, заполненные смесью крошки гашеной извести Са(ОН)2 и активированного угля, уложенные на опорные уголки и закрытые решеткой, покрытой слоем высоковязкого мазута, при этом под нижней корзиной устроен горизонтальный ряд перфорированных труб, правые кромки которых соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса, которая закрыта крышкой с воздушным патрубком, в котором помещен осевой вентилятор, а левые кромки заглушены левой вертикальной стенкой корпуса, причем под остальными вышерасположенными корзинами также устроены горизонтальные ряды труб, левые кромки которых соединены с отверстиями в левой вертикальной стенке корпуса, а правые кромки соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для очистки дымовых газов теплогенераторов систем автономного теплоснабжения и утилизации их тепла.
Известна автономная система квартирного теплоснабжения, содержащая водогрейный котел, снабженный блоком очистки и утилизации тепла дымовых газов, состоящим из секций охлаждения и конденсации, представляющих собой вертикальные каналы (колонки), отделенные друг от друга воздушными зазорами, соединенные между собой и с колонкой очистки дымовых газов коллекторами, причем внутри колонки помещены съемные вертикальные перфорированные пластины, покрытые слоем гашеной извести Са(ОН)2, сверху размещен дефлектор, а снизу -коническое днище, соединенное через гидрозатвор с дренажным трубопроводом [1].
К недостаткам известного устройства относятся невозможность очистки дымовых газов от угарного газа СО, а также сложность и громоздкость конструкции, которые снижают эффективность очистки и не позволяют использовать его в системах квартирного теплоснабжения.
Более близким к предлагаемому изобретению является насадка для очистки дымовых газов, содержащая короб (корпус), в котором размещены первая ступень очистки, состоящая из вертикальных перфорированных кассет (емкостей), заполненных частицами дробленой гашеной извести Са(ОН)2 и вторая ступень очистки, в которой размещены аналогичные перфорированные кассеты (емкости), заполненные частицами активированного угля, причем кассеты расположены внутри газовых каналов, отделенных вертикальными перегородками от воздушных каналов, соединенных в своей нижней части с заборными щелями, под кассетами устроены наклонные лотки, сообщающиеся со сборным карманом (поддоном), днище которого, в свою очередь, соединено с дренажным трубопроводом через гидрозатвор [2].
Основными недостатками известной насадки для очистки дымовых газов являются недостаточная эффективность очистки дымовых газов от оксидов азота, оксида углерода и невозможность их очистки от органических примесей (например, от полициклических ароматических углеводородов, являющихся сильнейшими канцерогенами), что снижает ее экологическую эффективность.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение экологической эффективности санитарной приставки для теплогенераторов автономных системы теплоснабжения.
Технический результат достигается тем, что санитарная приставка для теплогенераторов автономных систем теплоснабжения, включающая корпус, снабженный входным патрубком и выходным патрубком, который сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор и снабжен снизу коническим поддоном, соединенным через гидрозатвор с дренажным трубопроводом, внутри которого помещены емкости, заполненные крошкой гашеной извести Са(ОН)2 и активированного угля, отличающаяся тем, что внутри корпуса в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины, заполненные смесью крошки гашеной извести Са(ОН) 2 и активированного угля, уложенные на опорные уголки и закрытые решеткой, покрытой слоем высоковязкого мазута, при этом под нижней корзиной устроен горизонтальный ряд перфорированных труб, правые кромки которых соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса, которая закрыта крышкой с воздушным патрубком, в котором помещен осевой вентилятор, а левые кромки заглушены левой вертикальной стенкой корпуса, причем под остальными вышерасположенными корзинами также устроены горизонтальные ряды труб, левые кромки которых соединены с отверстиями в левой вертикальной стенке корпуса, а правые кромки соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса.
Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора автономной системы теплоснабжения изображена на фиг.1-7.
Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора автономной системы теплоснабжения состоит из корпуса 1, снабженного входным и выходным патрубками входа и выхода дымовых газов 2 и 3 соответственно, внутри которого в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины 4, заполненные смесью крошки гашеной извести Са(ОН)2 5 и активированного угля 6, уложенные на опорные уголки 7 и закрытые решеткой 8, покрытой слоем высоковязкого мазута 9, при этом под нижней корзиной 4 устроен горизонтальный ряд перфорированных труб 10 с отверстиями 11, правые кромки которых соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса 1, которая закрыта крышкой 12 с воздушным патрубком 13, в котором помещен осевой вентилятор 14, а левые кромки заглушены левой вертикальной стенкой корпуса 1, причем под остальными вышерасположенными корзинами 4 также устроены горизонтальные ряды труб 15, левые кромки которых соединены с отверстиями в левой вертикальной стенке корпуса 1, а правые кромки соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса 1, закрытой крышкой 12. Патрубок выхода дымовых газов 3 сообщается с атмосферой через дымовую трубу 16 и дефлектор 17 и снабжен снизу коническим поддоном 18, соединенным через гидрозатвор 19 с дренажным трубопроводом (на фиг.1-7 не показан).
Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора автономного теплоснабжения работает следующим образом. Дымовые газы, образующиеся в топке теплогенератора (на фиг.1-7 не показан), поступают через входной патрубок 2 в нижнюю зону приставки и снизу вверх поочередно проходят через ряд труб 10, в которые подается вентилятором 14 наружный воздух, смешиваются с ним, частично охлаждаясь при этом, в результате чего в них начинается процесс конденсации водяных паров и окисление кислородом воздуха оксидов азота NO и оксидов серы SO2 до NO2 и SO3, после чего попадают в первую нижнюю перфорированную корзину 4, заполненную смешанной крошкой Са(ОН)2 5 и активированного угля 6 и закрытой решеткой 8, покрытой слоем высоковязкого мазута 9. В корзине 4 происходят реакции взаимодействия находящихся в дымовых газах оксидов и диоксида азота NOX , оксидов серы SOX, диоксида углерода СО2 , уносимых капель конденсата с крошкой гашеной извести 5 с образованием нитрита кальция Ca(NO2)2, нитрата кальция Ca(NO3)2, сульфата кальция CaSO4 и углекислого кальция СаСО3, а также поглощение крошкой активированного угля 6 и слоем мазута 9 на решетке 8 оксида углерода СО и органических примесей (например, ПАУ) [3, с.417, с.483], [4, с.227]. Очищенные от части вредных примесей дымовые газы, смешанные с воздухом, из нижней корзины 4 проходят через следующие ряды горизонтальных труб 15, через которые проходит наружный воздух, где они охлаждаются в результате теплообмена с ним через стенку и через вышележащие ряды корзин 4, где окончательно очищаются от вредных примесей, и через дымовую трубу 16 и дефлектор 17, который усиливает величину тяги [5, с.309], удаляются в атмосферу. Параллельно нагретый воздух выбрасывается из труб 15 в помещение, где помещена санитарная приставка (например, чердак), обогревая его, а капли конденсата водяных паров адсорбируются на частицах извести 5 и сажи, другая часть конденсата также в виде капель и влажных частиц шлама в результате уменьшения скорости газового потока под действием сил тяжести в патрубке 2 опускается вниз в конический поддон 18, откуда через гидрозатвор 19 выводится в дренажный трубопровод.
После утраты реакционной способности гашеной извести 5, насыщения активированного угля 6 и слоя мазута 9 в корзинах 4 снимают вертикальную боковую крышку корпуса 1, вытаскивают корзины 4, опорожняют их, заполняют свежей гашеной известью 5, активированным углем 6, закрывают решетками 8, покрытыми слоем свежего мазута 9, и устанавливают их на место.
Продукты реакции очистки - нитрит и нитрат кальция, сульфат кальция (Ca(NO2)2 и Ca(NO3 )2, CaSO4), шлам из конического поддона 18 также насыщенный этими компонентами, далее можно использовать в качестве азотосодержащих удобрений в сельском хозяйстве [4, с.227].
Очищенный конденсат по мере надобности можно подавать в систему отопления, а излишек - в конденсатный бак (на фиг.1-7) (не показан), где он хранится.
При этом обеспечивается нагрев в чердачном помещении, что уменьшает теплопотери здания в целом и соответственно снижает тепловую нагрузку на теплогенератор, повышая экономическую эффективность автономной системы теплоснабжения, достигается снижение концентрации вредных примесей (NOX, SOX, CO, ПАУ) в уходящих дымовых газах на 70-80%, повышая экологическую эффективность теплогенератора, что особенно важно для систем автономного теплоснабжения, расположенных, как правило, в жилых массивах.
Литература
1. Патент РФ № 2285866, МКл.4 F24D 3/00, 2006.
2. Патент РФ № 2321445, МКл.4 В01D 53/60, 2008.
3. Неницеску К. Общая химия. - М.: Высшая школа, 1958, 624 с.
4. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. - Л.: Химия, 1983, 360 с.
5. Богословский В.Н. Отопление и вентиляция, ч.II, М.: Стройиздат, 1976, 440 с.
6. Делягин Г.Н. и др. Теплогенерирующие установки. - М.: Стройиздат, 1986, 560 с.
Класс F23J15/02 очистителей, например для удаления вредных примесей
