FI87317B - Roekgasfoerreningsanordning. - Google Patents

Description

8731 7

Savukaasun esipuhdistin Käsiteltävä keksintö koskee ensimmäisen patenttivaatimuksen johdannossa esitettyä savukaasun esipuhdis-5 tinta. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee sellaista savukaasun esipuhdistinta, jolla otetaan talteen kuumissa savukaasuissa oleva energia ja vähennetään samanaikaisesti poistettujen, jäähdytettyjen savukaasujen kosteuspitoisuutta ja erotetaan niissä olevat aineet.

10 Polttoainekustannusten noustessa jatkuvasti ja tehokkaammista lämpökeskuksista ja ohjausjärjestelmistä huolimatta on tullut yhä tärkeämmäksi kehittää sellaisia lämmön talteenottojärjestelmiä, joilla polttoaineen energiasisältö voidaan hyödyntää paremmin, jolloin vähennetään 15 esimerkiksi talojen lämmityksestä aiheutuvia kokonaiskustannuksia. Lisäksi ympäristön jatkuva saastuminen on stimuloinut sellaisten järjestelmien kehittämistä, joilla saasteet erotetaan lämpökeskuksista poistuvista savukaasuista. Lämmön talteenotto ja savukaasun puhdistaminen 20 suoritetaan samanaikaisesti niin sanotussa savukaasun esi-puhdistimessa.

• - Aikaisempiin savukaasun esipuhdistimiin liittyy kuitenkin useita epäkohtia. Esimerkiksi poistettujen ja .; . tehokkaasti jäähdytettyjen savukaasujen kosteuspitoisuus · 25 on aina liian suuri ja voi aiheuttaa syöpymistä savukana vassa tai savupiipussa. Tämän ongelman eliminoimiseksi • savukaasut onkin kuumennettava uudestaan, ja tämä vaatii taas tietyn määrän energiaa, joka saadaan erillisestä energialähteestä. Toisaalta, jos savukaasuja ei jäähdyte- : ' 30 tä lämpökeskuksessa tehokkaasti, niiden energiasisällön talteenotto ei ole yhtä tehokasta, kosteuspitoisuus voi olla tällöin vielä suuri ja aiheuttaa syöpymistä. Kosteuspitoisuuden alentamiseksi onkin tästä syystä järjestettä-• - vä erikoislaitteet.

• 35 Tämän keksinnön tavoitteena on näin ollen pois taa aikaisempiin savukaasun esipuhdistimiin liittyvät 2 87317 epäkohdat ja saada aikaan sellainen savukaasun esipuhdis-tin, joka ottaa tehokkaasti talteen savukaasujen energiasisällön ja pitää poistettujen savukaasujen kosteuspitoisuuden alhaisena. Tähän päästään kuumentamalla poistetut 5 savukaasut sisään tulevien kuumien savukaasujen kanssa tapahtuvana lämmönvaihtona ja ottamalla talteen kuumien savukaasujen energiasisältö lämmönvaihdon ja veden ruiskut-tamisen avulla haihdutusvyöhykkeestä käyttämällä tällöin laitetta, joka takaa ruiskutetun veden riittävän haihtu-10 misen, ja lauhdutusvyöhykkeessä, jossa vesihöyry tiivistyy. Tätä varten käsiteltävän keksinnön mukaisella savukaasun esipuhdistimella on ensimmäisessä patenttivaatimuksessa esitetyt rakennepiirteet.

Keksintöä selostetaan nyt yksityiskohtaisemmin 15 seuraavassa viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka on poikkileikkauskaavio keksinnön mukaisesta savukaasun esi-puhdistimesta.

Suositettavassa rakenteessa keksinnön mukainen savukaasun esipuhdistin käsittää vaipan 1, jossa on tulo-20 aukko 2 esimerkiksi lämpökeskuksesta (ei esitetty) tulevia kuumia savukaasuja varten, poistoaukko 3 poistettuja, jäähdytettyjä ja puhdistettuja savukaasuja varten mainitun poistoaukon ollessa yhdistettävissä savukanavaan tai vastaavaan, ja poistoaukko 4 lauhdetta, vettä ja erotet-25 tuja saasteita varten. Poistöaukkoon 3 yhdistetty sisäsavu-piippu 5 menee vaipan 1 keskiosan läpi.

Savupiipun 5 alapää, joka on lähellä lauhteenpois-toaukkoa 4, käsittää laajennetun osan 7, joka toimii pisa-raerottimena 8, joka on mieluimmin koksikerros. Savupii-30 pun siinä päässä, joka liittyy poistoaukkoon 3, on myös laajennettu osa 6, jonka toimintaa selostetaan myöhemmin. Laajennetun osan 6 alapuolelle on järjestetty lämmönvaih-din 9, joka esitetään kaaviona ja jonka tehtävänä on ottaa tarvittaessa talteen osa savukaasujen lämpösisällöstä.

35 Vaipan 1 sisäpintaan on järjestetty useita suutti- mia 10, joiden läpi ruiskutetaan vettä vaipan ulkopuolella li 3 87317 olevasta järjestelmästä pumpun 101 avulla. Tässä yhteydessä on vielä mainittava, että vaipan sisäpuoli on jaettu väliseinällä, jota selostetaan myöhemmin, haihdutus-vyöhykkeeksi 11 ja lauhdutusvyöhykkeeksi 12. Suuttimien 5 10 läpi ruiskutetun veden lämpötila on suhteellisen alhai nen ja vesi kuumennetaan ja höyrystetään haihdutusvyöhyk-keessä 11 savukaasujen lämpötilan laskiessa samanaikaisesti ja niissä olevien saasteiden adsorption tapahtuessa myös tällöin. Lauhdutusvyöhykkeeseen 12 ruiskutettu kylmä 10 vesi edistää savukaasujen energiasisällöin talteenottoa ja haihdutusvyöhykkeestä 11 tulevan ja savukaasujen mukana siirtyvän vesihöyryn energiasisällöin talteenottoa lauhdu-tuksen avulla.

Savupiipun laajennettu osa 6 käsittää pyörrelait-15 teen 13,jossa voi olla kierrelaippa 14 tai vastaava pyör-teisyyden parantamiseksi poistetuissa savukaasuissa. Laajennettu osa 6 ja siinä oleva pyörrelaite 13 muodostuvat myös lämmönvaihtimen lämmönvaihdon suorittamiseksi niiden kuumien savukaasujen, jotka ovat tulleet sisään tuloaukos-20 ta 2 ja virtaavat mainitun osan 6 ympäri, ja poistoaukosta 3 poistettujen jäähdytettyjen savukaasujen välillä. Laippa - . 14 edistää kuumien ja kylmien savukaasujen välistä lämmön- vaihtoa pakottamalla ne ulospäin. Lämmönvaihdin saa ai-• kaan sen, että jäähdytetyt savukaasut, jotka virtaavat 25 ylöspäin piipussa 5 ja joissa ilman suhteellinen kosteus . * on melkein 100 % ja lämpötila noin 15°C, kuumenevat uudes- taan noin 25°C:een, jolloin ilman suhteellinen kosteus savukaasuissa laskee ja on alle 50 %. Näin vältetään ai-;*·.· kaisemmissa rakenteissa esiintyvä kylmien ja suhteellisen . -· 30 kosteiden, poistettujen savukaasujen syövyttävä vaikutus.

Energiatalouden ja savukaasuissa olevan veden haih-·’*' tumisen parantamiseksi vedenkeruulaite 15 on järjestetty haihdutusvyöhykkeen 11 ja lauhdutusvyöhykkeen 12 väliin. Keruulaitteen 15 muodostaa väliseinä 151, joka erottaa 35 haihdutusvyöhykkeen 11 lauhdutusvyöhykkeestä 12 ja jonka 8731 7 keskellä on läpivirtausaukko savukaasuja ja vesihöyryä varten. Aukon ympärillä on pystykaulus 152, ja aukon yläpuolella kartion muotoinen ohjauslevy 153 suuntautuu kauluksen reunojen yli ja ohjaa vesipisarat, jotka eivät ole 5 höyrystyneet, kauluksen ulkopuolella, niin että vesi kerääntyy väliseinän 151 päälle. Väliseinän päälle kerääntynyt ja haihdutusvyöhykkeeseen 11 suuttimilla 10 ruiskutettu vesi ruiskutetaan uudestaan haihdutusvyöhykkeessä 11 olevalla kiertopumpulla 16 ja suuttimilla 17. Suutti-10 met 17 on sijoitettu koko haihdutusvyöhykkeen 11 alueelle, niin että vesisuihkuja suuntautuu sisään tuleviin savukaa-suihin, jotka jäähtyvät tällöin, veden haihtuessa samanaikaisesti tuntuvasti. Vesisuihkuja suuntautuu myös läm-mönpidätyspintoihin niiden pitämiseksi puhtaina ja lämmön 15 imeytymistä edistävän vesikalvon muodostamiseksi. Koska uudelleen kierrätetty vesi on jo kuumentunut, suurempi imeytysalue takaa paremman esipuhdistustoiminnon. Haihdutusvyöhykkeessä 11 oleva vesi, joka on kierrätetty uudelleen ja kerääntynyt väliseinän 151 päälle, on lämpötilal-20 taan savukaasujen kastepistettä korkeampi.

Käsiteltävän keksinnön mukainen savukaasun esi-puhdistin toimii seuraavsti. Uunista tulevat kuumat savu-kaasut, joiden lämpötila on esimerkiksi 250°C, menevät ' vaipan 1 tuloaukon 2 läpi ja joutuvat kosketukseen lämmön- : ·* 25 vaihtimena toimivan laajennetun osan 6 kanssa. Kun suori tetaan lämmönvaihto osassa 6 virtaavien jäähdytettyjen savukaasujen kanssa, esipuhdistimeen juuri tulleiden savu-kasujen lämpötila laskee jonkin verran poistettujen savu-: - " kaasujen lämpötilan noustessa samanaikaisesti, kun ilman 30 suhteellinen kosteus laskee niissä. Osa savukaaujen energiasta voidaan tällöin ottaa myös talteen lämmönvaihtimes-sa 9.

Haihdutus- ja lauhdutusvyöhykkeissä 11 ja 12 savu-: kaasun lämpötila alennetaan noin 15°C:een vettä ruiskutta- "·. 35 maila samanaikaisesti, kun vesi adsorboi savukaasuissa 5 87317 olevat saasteet ja erottaa ne savukaasuista. Ruiskutettu vesi, joka on höyrystynyt haihdutusvyöhykkeessä, tiivistyy nyt uudestaan pisaramuotoon. Pisaraerottimessa 8 vesi erotetaan savukaasuista ja poistetaan poistoaukosta 4. Kuu-5 mentuneen, käytetyn veden energiasisältö otetaan talteen jollakin sopivalla tavalla, esimerkiksi lämpöpumpun (ei esitetty) haihdutusosastossa. Kun saasteet on erotettu, jäähdytetty vesi kierrätetään uudestaan pumpulla 101 suut-timiin 10 ruiskutettavaksi sitten uudelleen. Ennen poisto-10 aukkoon 3 siirtymistään jäähdytetyt savukaasut, jotka on niiden mentyä pisaraerottimen läpi kyllästetty kosteudella, menevät lämmönvaihto-osan 6 läpi, jossa ne kuumennetaan. Poistuvien savukaasujen ilman kosteus on tällöin suhteellisen alhainen, joten ne voidaan poistaa vaikeuk-15 sitta savukanavan kautta.

Keksinnön erästä suositettavaa rakennetta on selostettu edellä oheiseen piirustukseen viittaamalla. Keksinnön ajatuksesta poikkeamatta siihen voidaan luonnollisesti tehdä monia muutoksia. Esimerkiksi vain lyhyesti mainittu 20 lämmönvaihdin 9 voi käsittää useita lämmönvaihtimia, jotka .. . on sijoitettu eri kohtiin savupiipun 5 ja myös laajenne tun osan 6 ympärille. Lisäksi pyörrelaite 13 ja laippa 14 voidaan korvata muilla laitteilla, jotka johtavat savukaa sut lämmönvaihtopintaan, joka on kuumien ja kylmien savu-: . 25 kaasujen välissä, ja muodostavat pyörrevirtauksen lämmön- ' : vaihdon edistämiseksi. Väliseinän 151 rakenne voi myös ·'“· vaihdella.

Keksintö ei ole rajoitettu edellä selostettuun ja · piirustuksessa esitettyyn rakenteeseen, vaan sitä voidaan • 30 muuttaa eri tavoin oheisen patenttivaatimuksen puitteissa.

Claims (1)

1. 6 87317 Patenttivaatimus: Savukaasun esipuhdistin, joka käsittää vaipan (1), jossa on savukaasujen tuloaukko (2), suutinlaitteet veden 5 ruiskuttamiseksi mainittuun vaippaan, savukaasujen poisto-aukko (3) ja poistoaukko (4) vettä ja savukaasuista erotettuja aineita varten, mainitun savukaasujen tuloaukon (2) ja mainitun savukaasujen poistoaukon (3) ollessa järjestetty vaipan samaan päähän ja lauhteenpoistoaukon ollessa 10 järjestetty mainitun vaipan vastakkaiseen päähän, ja savupiipun (5), jonka pinta-ala vaihtelee ja joka suuntautuu mainitun vaipan (1) läpi ylös mainittuun savukaasujen pois-toaukkoon (3) lauhteenpoistoaukon (4) käsittävästä vaipan päästä, mainitun savupiipun (5) laajennetun osan muodosta-15 essa lämmönvaihtimen lämmön siirtämiseksi sisään tulevista savukaasuista poistuviin, jäähdytettyihin savukaasuihin, tunnettu siitä, että savukaasun esipuhdistimen vaippa (1) on jaettu väliseinällä (151), jossa on savukaasun läpivirtausaukko, kahdeksi tilaksi tai vyöhykkeeksi 20 (11, 12), että kylmän veden ruiskutussuuttimia (10) on järjestetty molempiin mainittuihin vyöhykkeisiin savukaasujen jäähdyttämiseksi ja ruiskutetun veden höyrystämisek-: si tällaisessa ylävyöhykkeessä (11) , joka on muodostettu savukaasujen tuloaukon yhteyteen, samanaikaisesti, kun . : 25 vesi adsorboi savukaasujen mukana siirtyneet aineet, ja savukaasujen kuljettaman vesihöyryn tiivistämiseksi ja savukaasujen jäähdyttämiseksi alavyöhykkeessä (12), joka on järjestetty lauhteenpoistoaukon ja savupiipun (5) imu-: pään yhteyteen, että väliseinä (151) , joka erottaa haihdu- I.. 30 tusvyöhykkeen (11) lauhdutusvyöhykkeestä (12), on tarkoi tettu keräämään höyrystymätön vesi mainitussa haihdutus-vyöhykkeessä (11) ja käsittää poistoputken, joka on yhdis-: : tetty uudelleenkierrätyspumpun (16) välityksellä muihin vedenruiskutussuuttimiin (17) mainitussa haihdutusvyöhyk-35 keessä (li) mainitussa vyöhykkeessä (11) jo kuumennetun veden ruiskuttamiseksi uudelleen, ja että savupiipun (5) 7 87317 se pää, joka on sijoitettu mainittuun lauhdutusvyöhyk-keeseen (12) ja varustettu laajennetulla osalla (7), käsittää pisaraerottimen (8) veden erottamiseksi neste-muodossa savukaasuista, jotka tulevat savupiippuun (5) 5 ja joihin, kun ne ovat menneet savupiipun toisen laajennetun osan (6) läpi, joka on järjestetty savukaasun tuloauk-koon ja toimii lämmönvaihtimena, syötetään jälleen lämpöä, joka alentaa niiden suhteellista kosteutta. 8 87317 Gasrenare, vilken omfattar ett hus (1) med ett in-lopp (2) för rökgaser, munstycksmedel för insprutning av 5 vatten i huset, ett utlopp (3) för rökgaser och ett utlopp (4) för vatten och substanser, vilka separerats frän rök-gaserna, varvid inloppet (2) och rökgasutloppet (3) anord-nats i samma ände av huset och kondensatutloppet ligger i husets motsatta ände, och ett rökrör (5) av varierande 10 area sträcker sig genom huset (1) upp till rökgasutloppet (3) frän husänden, vilken är försedd med kondensatutloppet (4) , varvid ett vidgat parti (6) av rökröret (5) bildar en varmeväxlare för överföring av värme frän de inkommande rökgaserna tili de utgäende, avkylda rökgaserna, 15 kännetecknad därav, att gasrenarhuset (1) medelst en mellanvägg (151), vilken är försedd med en genomströmningsöppning för rökgas, delats i tvä utrymmen eller zoner (11, 12); att insprutningsmunstycken (10) för kallvatten anordnats i de bägge zonerna för avkylning av 20 rökgaserna, och det insprutade vattnet avdunstas i en övre dylik zon (11), vilken anordnats i förbindelse med rökgas-inloppet, samtidigt som vattnet adsorberar substanser som . : medförs av rökgaserna, coh vattenänga som medförs av de : överförda rökgaserna kondenseras och rökgaserna avkyls i : '_· 25 en nedre zon (12), vilken anordnats i förbindelse med kon-: densatutloppet och en inloppsände av rökröret (5); att mellanväggen (151), vilken separerar avdunstningszonen (11) frän kondensationszonen (12), lämpar sig att uppsamla ; eventuellt oavdunstat vatten i avdunstningszonen (11) och ... 30 den har ett dräneringsrör, vilket via en ätercirkulations- pump (16) kopplats tili ytterligare vatteninsprutnings-munstycken (17) i avdunstningszonen (11) för äterinsprut-ning av vatten som redan uppvärmts i zonen (11); och att änden av rökröret (5), vilket placerats i kondensations-35 zonen (12) och försetts med ett utvidgat parti (7) omfat- I; 9 87317 tar en droppseparator (8) för separering av vatten i fly-tande form frcin rökgaserna, vilka tränger in i rökröret (5), och dessa rökgaser matas sedan änyo med värme, vilket reducerar den relativa fuktigheten, dä de gär genom ett 5 ytterligare utvidgat rökrörsparti (6), vilket tjänstgör som värmeväxlare och anordnats vid rökgasinloppet.