BG3986U1

BG3986U1 - Филтър-катализатор

Info

Publication number: BG3986U1
Application number: BG5170U
Authority: BG
Inventors: Ненко ДЕЛИЙСКИ; Димитров Делийски Ненко
Original assignee: Димитров Делийски Ненко
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2021-02-15

Abstract

Устройството „Филтър-катализатор“ е предназначено да спре сажди и фини прахови частици от димните газове, отделяни при горенето на всякакъв вид горива. Устройството е необслужваемо, не изисква никакви консумативи и поддръжка, както и депониране на прах и сажди. В димоотводните тръби не се натрупват сажди и не се налага тяхното чистене. При горене на въглища в тигелна горелка (4), топлият газов поток през скара (12) навлиза в катализиращ слой (13), повишава неговата температура и започва процес на вторично горене. Когато в горивния процес се включи и водна пара, температурата в катализиращ слой (13) достига 1200 градуса С. Всички неизгорели вещества, твърди и газообразни при преминаване през катализиращ слой (13) изгарят напълно. Ефективността на горивния процес се увеличава с повече от 20%, в димните газове се регистрират само фини прахови частици под 32 microg/m3. Устройството е универсално и е приложимо във всякакви горивни инсталации от печки за битово отопление до индустриални. Неговото използване може да намали значително размерите на горивните камери на инсинераторите, без да нарушава тяхната функционалност, да подобри значително екологичните показатели на димните газове на топлоцентрали и електроцентрали, работещи с въглища или мазут и да повиши тяхната ефективност.

Description

Филтър-катализаторът е устройство, предназначено да спре отделянето на сажди и фини прахови частици от горивни камери и съоръжения, използващи твърди, течни и газообразни горива.

Предшестващо състояние на техниката

В практиката са известни няколко вида филтри за пречистване на димни газове: водни, карбонови, като най-разпространени са електростатичните. Всички те са свързани с различни видове консумативи, електроенергия и депониране на отделените вещества при филтрацията. Тяхната ефективност е силно зависима от температурата на димните газове. При измерване на твърдите частици в димните газове преминали през електростатични филтри най-добрите резултати са 50 mg/m³ от 2-3 g/m³ преди пречистването.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на полезния модел е да се създаде просто необслужваемо и независещо от никакви консумативи съоръжение, спиращо сажди и фини прахови частици от димните газове, преминаващи през него.

Тази задача е решена с устройството Филтър-катализатор, работещо по метод с BG регистрация № 112737 Метод и устройство за бездимен горивен процес. В горивна камера разделена на две части, долна част оборудвана с тигелна горелка с гориво въглища (или друг вид пелетирано гориво) подавани с шнек и принудително нагнетяване на атмосферен въздух и водна пара, горната част е оборудвана с воден топлообменник, като долната и горна част на горивната камера са свързани с филтър-катализатора. Горещите газове, получени в долната част на горивната камера при изгарянето на въглищата, преминават през филтъркатализатора като изгарят напълно, навлизат в горната част на горивната камера, отдавайки температура на топлообменника и излизат през димоотводната тръба. При направените измервания на димните газове на прототип, работещ с този метод, се установява наличието само на фини прахови частици в количество под 32 pg/m³, коефициента на полезно действие на съоръжението се увеличава с повече от 20%, причината е попълното изгаряне.

Пояснение на приложените фигури

На фигура 1 е показана горивна камера, работеща с филтър-катализатор.

На фигура 2 е показан филтър-катализатор, работещ с охладени димни газове.

На фигура 3 е показана конструкция на филтър-катализатор, работещ в хоризонтален димоотвод.

Пример за изпълнение на полезния модел

На фигура 1 е показана горивна камера, работеща с филтър-катализатор, състояща се от следните елементи: горивна камера 1, изработена от метал и изолирана отвътре от термоизолационен материал 2 шамотни тухли, термоизолационна преграда 3, изработена от вермикулит разделяща горивна камера 1 на долна камера 1.1 и горна камера 1.2, в камера 1.1 е монтирана чугунена тигелна горелка 4 с гориво въглища (или друг вид пелетирано гориво), подавани през тръбно тяло 5 чрез шнек, по тръбно тяло 6 се нагнетява атмосферен въздух, над горелка 4 е монтирана дюза 7 за подаване на водна пара, в долната част на камера 1.1 се намира контейнер 8 за отпадък 9 от горенето. В камера 1.2 е поставен плосък с едностранно нагряване воден топлообменник 10, разположен по външните стени на камера 1.2, в отвор на термоизолационна преграда 3 е монтиран корпус 11 на филтър-катализатора. Формата на напречното сечение на корпус 11 и неговата височина се определят от конструктивните особености на горивна камера 1. Корпус 11 е изработен от чугун 2

BG 3986 UI или друг вид топлоустойчив материал. В долната част на корпус 11 е монтирана скара 12 от чугунени пръти, върху скара 12 е поставен катализиращ слой 13, състоящ се от парчета скална маса с произволна форма, над корпус 11 е монтирана термоустойчива плоча 14, изработена от чугун, с борд по периферията в долната си част за насочване на топлите газове от катализиращ слой 13. В горната част на камера 1.2 е монтирана тръба 15 за изгорелите газове.

На фигура 2 е показан филтър-катализатор, работещ с охладени димни газове. Той е монтиран в магистралата на димни газове и е оборудван с газова горелка 16, в близост до скара 12.

На фигура 3 е показана конструкция на филтър-катализатор, работещ в хоризонтален димоотвод. В този вариант корпус 11 е монтиран хоризонтално и катализиращ слой 13 е поставен между две вертикални скари 12 и 12.1, в близост до скара 12 е монтирана газова горелка 16.

Използване на полезния модел

Филтър-катализаторът, показан на фиг. 1 работи по следния начин: през тръбно тяло 5 чрез шнек се подават въглища (или друг вид пелетирано гориво) към тигелна горелка 4, по тръбно тяло 6 се нагнетява атмосферен въздух в зоната на горене, цялата горивна камера 1 е под налягане, определящо се от въздушния поток, подаван по тръбно тяло 6. Газовете отделени при горенето се насочват към скара 12 и навлизат в катализиращ слой 13 като повишават неговата температура. При температура над 650°С в катализиращ слой 13, започва вторично горене, при което изгарят всички твърди частици носени от газовия поток, отделян при горенето на въглищата (или друг вид пелетирано гориво) в тигелна горелка 4, при достигане на температура 600°С в долна камера 1.1, по дюза 7 се подава водна пара с температура 400-450°С, при което в ядрото на катализиращ слой 13 температурата достига 1200°С и ефективността на горивния процес нараства с повече от 20%. Топлите газове, излизащи от катализиращ слой 13, достигат до долната част на термоустойчива плоча 14, тя намалява тяхната скорост и ги насочва към стените на воден топлообменник 10, охладените газове напускат камера 1.2 през тръба 15 за изгорели газове.

На фиг. 2 е показан вариант за използване на филтър-катализатора, когато температурата на димните газове е по-ниска от 650°С и в катализиращ слой 13 не може да се предизвика вторично горене на твърдите частици. Тогава се използва допълнително загряване на катализиращ слой 13 с газова горелка 16, или друг източник на топлина, докато започне процес на вторично горене в катализиращ слой 13, ако температурата на постъпващите във филтър-катализатора димни газове е над 650°С и количеството на прахови частици е над 20 g/m³, то вторичното горене в катализиращ слой 13 се самоподдържа. Ако вторичното горене в катализиращ слой 13 не се самоподдържа, то трябва да има непрекъснато подгряване с газова горелка 16, или друг източник на топлина.

На фиг. 3 е показана конструкция на филтър-катализатор, работещ в хоризонтален димоотвод. В този вариант катализиращ слой 13 е поставен между две вертикални скари 12 и 12.1 от двете страни на корпус 11. Димните газове навлизат през скара 12 в катализиращ слой 13 и в процеса на вторично горене изгарят твърдите частици в димните газове и през скара 12.1 излизат от филтър-катализатора. Ако температурата на димните газове е под 650°С и не може да започне процес на вторично горене, катализиращ слой 13 трябва да се подгрява с газова горелка 16 или друг източник на топлина. Ако процеса на вторично горене не може да се самоподдържа подгряването трябва да е постоянно.

Claims

1. Филтър-катализатор, състоящ се от корпус (11), в долната част на корпус (11) е монтирана скара (12), характеризиращ се с това, че върху скара (12) е поставен катализиращ слой (13), корпус (11) е монтиран в отвор на термоизолационна преграда (3), над корпус (11) е монтирана термоустойчива плоча (14), над тигелна горелка (4) под скара (12) е монтирана дюза за пара (7).

2. Филтър-катализатор, състоящ се от корпус (11), характеризиращ се с това, че корпус (11) е монтиран в хоризонтален димоотвод и катализиращ слой (13) е поставен между скара (12) и скара (12.1), монтирани вертикално, в отвор през термоизолационен материал (2) в близост до скара (12) е монтирана газова горелка (16).

3. Филтър-катализатор съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че катализиращ слой (13) се състои от парчета материал (метал, металокерамика, керамика, скална маса и др.), устойчив на температура 1300-1400°С с произволна форма.

4. Филтър-катализатор съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че скара (12) и скара (12.1) са изработени от материал (метал, металокерамика, керамика и др.), който не се деформира при температура 1200°С.