Санитарная приставка для теплогенератора крышной котельной
Владельцы патента RU 2464497:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) (RU)
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 предлагаемое изобретение, является увеличение экономической и экологической эффективности санитарной приставки теплогенератора крышной котельной. Технический результат достигается тем, что предлагаемая санитарная приставка для крышной котельной состоит из корпуса с пирамидальным днищем, снабженного патрубком выхода дымовых газов, внутри которого в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины, заполненные смесью крошки гашеной извести Ca(OH2) и активированного угля, уложенные на опорные уголки и закрытые ячейками масляного фильтра, состоящими из сеток, покрытых слоем висцинового масла, при этом под нижней корзиной в пирамидальном днище помещено окно, соединенное с пластинчатым воздухоподогревателем, устроенным таким образом, что его газовые каналы сообщаются с окном и через крышку воздухоподогревателя, патрубок входа дымовых газов - с выходным патрубком дымовых газов парогенератора, а воздушные каналы снизу и сверху сообщаются с нижней и верхней зонами помещения котельной, соответственно, причем патрубок выхода дымовых газов сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор, пирамидальное днище корпуса соединено через гидрозатвор с дренажным трубопроводом. 7 ил.
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для очистки, утилизации тепла и конденсата дымовых газов теплогенераторов систем автономного теплоснабжения.
Известна насадка для очистки дымовых газов, содержащая короб (корпус), в котором размещены первая ступень очистки, состоящая из вертикальных перфорированных кассет, заполненных частицами дробленой гашеной извести (Ca(OH)2), и вторая ступень очистки, в которой размещены аналогичные перфорированные кассеты, 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 [Патент РФ №2321445, МКл.4 B01D 53/60, 2008].
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 (ПАУ), являющихся сильнейшими канцерогенами), что снижает ее экологическую эффективность.
Более близким к предлагаемому изобретению является санитарная приставка для теплогенераторов автономных систем теплоснабжения, которая 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 Ca(OH2) и активированного угля, уложенные на опорные уголки и закрытые решеткой, покрытой слоем высоковязкого мазута, при этом под корзинами устроены горизонтальные ряды 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 патрубок выхода дымовых газов сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор и снабжен снизу коническим поддоном, соединенным через гидрозатвор с дренажным трубопроводом [Патент РФ №2390692, МПК F23J 15/02, 2010].
Основными недостатками известной санитарной приставки для теплогенератора автономной системы теплоснабжения являются необходимость ее оснащения вентилятором для подачи охлаждающего воздуха, недостаточное охлаждение дымовых газов перед поступлением их в реакционную зону (перфорированные корзины), снижающее скорость реакций взаимодействия NOx и SOx с реагентами, повышенное аэродинамическое сопротивление, обусловленное размещением горизонтальных рядов труб, поперечных движению дымовых газов, и использование высоковязкого мазута, в котором содержатся сернистые соединения, что, в конечном счете, уменьшает ее экономическую и экологическую эффективность.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение экономической и экологической эффективности санитарной приставки для теплогенератора крышной котельной.
Технический результат достигается тем, что предлагаемая санитарная приставка для крышной котельной состоит из корпуса с пирамидальным днищем, снабженного патрубком выхода дымовых газов, внутри которого в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины, заполненные смесью крошки гашеной извести Ca(OH2) и активированного угля, уложенные на опорные уголки и закрытые сверху и снизу ячейками масляного фильтра, сетки которых покрыты слоем висцинового масла, при этом под нижней корзиной в пирамидальном днище помещено окно, соединенное с пластинчатым воздухоподогревателем, устроенным таким образом, что его газовые каналы сообщаются с окном и через крышку воздухоподогревателя, патрубок входа дымовых газов - с выходным патрубком дымовых газов парогенератора, а воздушные каналы снизу и сверху сообщаются с нижней и верхней зонами помещения котельной, соответственно, причем патрубок выхода дымовых газов сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор, пирамидальное днище корпуса соединено через гидрозатвор с дренажным трубопроводом.
Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора крышной котельной изображена на фиг.1-7.
Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора крышной котельной состоит из корпуса 1, снабженного патрубком выхода дымовых газов 2 и пирамидальным днищем 3, внутри которого в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины 4, заполненные смесью крошки гашеной извести Ca(OH2) 5 и активированного угля 6, уложенные на опорные уголки 7 и закрытые сверху и снизу ячейками масляного фильтра 8, сетки 9 которых покрыты слоем висцинового масла 10, при этом под нижней корзиной 4 в пирамидальном днище 3 помещено окно 11, соединенное с пластинчатым воздухоподогревателем 12, устроенным таким образом, что его газовые каналы 13 сообщаются с окном 11 и через крышку 14 воздухоподогревателя 12, патрубок входа дымовых газов 15 - с выходным патрубком дымовых газов парогенератора (на фиг.1-7 не показан), а воздушные каналы 16 снизу и сверху сообщаются с нижней и верхней зонами помещения котельной, соответственно, причем патрубок выхода дымовых газов 2 сообщается с атмосферой через дымовую трубу 17 и дефлектор 18, пирамидальное днище 3 соединено через гидрозатвор 19 с дренажным трубопроводом (на фиг.1-7 не показан).
Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора крышной котельной работает следующим образом. Дымовые газы, образующиеся в топке теплогенератора (на фиг.1-7 не показан), поступают через патрубок входа дымовых газов 15 и крышку 14 в газовые каналы 13 пластинчатого воздухоподогревателя 12, в воздушные каналы 16 которого из нижней зоны помещения поступает холодный воздух, который за счет самотяги, вызванной естественной конвекцией, обусловленной его нагревом при теплообмене через стенки с горячими дымовыми газами [Г.Н.Делягин и др. Теплогенерирующие установки. - М.: Стройиздат, 1986, с.439], проходит снизу вверх воздушные каналы 15 и, нагретый, поступает в верхнюю зону помещения. При этом дымовые газы на выходе из газовых каналов 13 воздухоподогревателя 12 в окне 11 в результате теплообмена с воздухом, проходящим по воздушным каналам 16, охлаждаются до температуры ниже точки росы, в них начинается процесс конденсации водяных паров и окисление кислородом (кислород присутствует в дымовых газах в результате избытка воздуха, подаваемого на горение топлива и его присоса в теплогенераторе, в результате чего его концентрация может достигать 6-8% объемных [Г.Н.Делягин и др. Теплогенерирующие установки. - М.: Стройиздат, 1986, с.138] оксидов азота (NO) и оксидов серы (SO2) до NO2 и SO3, после чего охлажденные дымовые газы попадают в первую нижнюю перфорированную корзину 4, заполненную смешанной крошкой Ca(OH2) 5 и активированного угля 6 и закрытую ячейкой масляного фильтра 8, сетки 9 которой покрыты слоем висцинового масла 10 (висциновое масло не имеет вредных примесей и широко используется в ячеистых масляных фильтрах систем вентиляции для очистки воздуха [В.Н.Богословский. Отопление и вентиляция. ч.II. М.: Стройиздат, 1976, с.233] и в то же время способно сорбировать органические и механические примеси, так как его основой являются также органические соединения). В корзине 4 происходят реакции взаимодействия находящихся в дымовых газах оксидов и диоксида азота (NOx), оксидов серы (SOx), диоксида углерода (CO2), 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 (CaCO3), а также поглощение крошкой активированного угля 6 и слоем висцинового масла 10 на сетках 9 ячейки масляного фильтра 8 оксида углерода (CO) и органических примесей (например, полиароматические углеводороды - ПАУ) [К.Неницеску. Общая химия. - М.: Высшая школа, 1958, с.417, 483; М.Е.Позин. Технология минеральных удобрений. - Л.: Химия, 1983, с.227]. Очищенные от части вредных примесей дымовые газы, смешанные с воздухом, из нижней корзины 4 проходят через следующие корзины 4, где окончательно очищаются от вредных примесей по вышеупомянутым реакциям и через дымовую трубу 17 и дефлектор 18, который усиливает величину тяги [В.Н.Богословский. Отопление и вентиляция. ч.II. М.: Стройиздат, 1976, с.309], удаляются в атмосферу. Параллельно нагретый воздух, поступая из воздушных каналов 16 воздухоподогревателя 12, в верхнюю зону помещения котельной, где помещена санитарная приставка (например, чердак), обогревает его, большая часть конденсата водяных паров под действием сил тяжести опускается вниз и собирается в пирамидальном днище 3, откуда через гидрозатвор 19 выводится в дренажный трубопровод (на фиг.1-7 не показан), а уносимые капли конденсата адсорбируются на частицах извести 5 и активированного угля 6.
После утраты реакционной способности гашеной извести 5, насыщения активированного угля 6 и слоя висционового масла 10 в корзинах 4 снимают вертикальную боковую крышку корпуса 1, вытаскивают корзины 4, опорожняют их, заполняют свежей гашеной известью 5, активированным углем 6, закрывают ячейками масляного фильтра 8 с сетками 9, покрытыми слоем свежего висцинового масла 10, и устанавливают их на место.
Продукты реакции очистки - нитрит и нитрат кальция, сульфат кальция (Ca(NO2)2 и Ca(NO3)2, CaSO4), шлам из пирамидального днища 3, также насыщенный этими компонентами, далее можно использовать в качестве азотосодержащих удобрений в сельском хозяйстве [М.Е.Позин. Технология минеральных удобрений. - Л.: Химия, 1983, 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, наряду с нагревом чердачного помещения, уменьшающего теплопотери здания в целом, исключаются затраты на электроэнергию при эксплуатации санитарной приставки, что увеличивает экономическую эффективность ее работы, предварительное охлаждение дымовых газов в пластинчатом воздухоподогревателе и использование в качестве поглотителя органических примесей ячеек масляного фильтра с сетками, покрытыми висциновым маслом, позволяет увеличить степень очистки от вредных примесей (NOx, SOx, CO, ПАУ) и повышает экологическую эффективность теплогенератора, что особенно важно для крышных котельных, расположенных, как правило, в жилых массивах.
Санитарная приставка для теплогенератора крышной котельной, включающая корпус, снабженный входным патрубком и выходным патрубком, который сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор, днище, соединенное через гидрозатвор с дренажным трубопроводом, внутри корпуса в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины, заполненные смесью крошки гашеной извести Ca(OH2) и активированного угля, уложенные на опорные уголки, отличающаяся тем, что днище выполнено пирамидальным, съемные горизонтальные перфорированные корзины закрыты ячейками масляного фильтра, состоящими из сеток, покрытых слоем висцинового масла, под нижней корзиной в пирамидальном днище размещено окно, соединенное с пластинчатым воздухоподогревателем, устроенным таким образом, что его газовые каналы сообщаются с окном и через крышку воздухоподогревателя, патрубок входа дымовых газов - с выходным патрубком дымовых газов парогенератора, а воздушные каналы снизу и сверху сообщаются с нижней и верхней зонами помещения котельной соответственно.
