PL200012B1 - Utleniacz regeneracyjny - Google Patents

Utleniacz regeneracyjny

Info

Publication number
PL200012B1
PL200012B1 PL365192A PL36519201A PL200012B1 PL 200012 B1 PL200012 B1 PL 200012B1 PL 365192 A PL365192 A PL 365192A PL 36519201 A PL36519201 A PL 36519201A PL 200012 B1 PL200012 B1 PL 200012B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
heat exchange
assembly
closer
combustion zone
channels
Prior art date
Application number
PL365192A
Other languages
English (en)
Other versions
PL365192A1 (pl
Inventor
Michael P. Bria
Original Assignee
Megtec Systems
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Megtec Systems filed Critical Megtec Systems
Publication of PL365192A1 publication Critical patent/PL365192A1/pl
Publication of PL200012B1 publication Critical patent/PL200012B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
    • F23G7/066Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator
    • F23G7/068Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator using regenerative heat recovery means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/02Arrangements of regenerators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/02Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/15021Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber using regenerative heat exchanger bodies with different layers of material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)

Abstract

Niniejszy wynalazek odnosi si e do jednego lub wielu wymienników ciep la, polaczonych ze stref a spalania (30), przy czym ka zdy wymien- nik ciep la (10, 20) zawiera zestaw (15) medium wymiany ciep la, przy czym medium (15) ma liczne równoleg le lub w zasadzie równoleg le kana ly przep lywowe, przy czym zestaw jest nieco nachylony wzgl edem p laszczyzny pozio- mej w kierunku strefy spalania (30). Niniejszy wynalazek odnosi si e równie z do regeneracyj- nego utleniacza cieplnego, zawieraj acego jeden lub wiele wymienników ciep la (10, 20), zawiera- j acych nachylone zestawy (15). PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest utleniacz regeneracyjny.
Regeneracyjne utleniacze cieplne są ogólnie stosowane do niszczenia lotnych, składników organicznych w szybkich emisjach o niskiej koncentracji, pochodzących z zakładów przemysłowych i energetycznych. Urządzenia te zwykle wymagają wysokich temperatur utleniania w celu uzyskania wysokiego stopnia niszczenia lotnych składników organicznych i dużej wydajności odzyskiwania ciepła. W celu bardziej efektywnego osiągania takich charakterystyk, „brudny” gaz procesowy, który ma zostać poddany obróbce, jest wstępnie podgrzewany przed utlenianiem w kolumnie wymiennika ciepła. Kolumna jest zwykle wypełniona materiałem do wymiany ciepła mającym dobrą stabilność termiczną i mechaniczną oraz wysoką masę cieplną. Podczas pracy, gaz procesowy jest wprowadzany przez wcześniej ogrzaną kolumnę wymiennika ciepła, która, z kolei, ogrzewa gaz procesowy do temperatury zbliżonej lub równej temperaturze utleniania lotnych składników organicznych.
Wstępnie podgrzany gaz procesowy jest następnie kierowany do strefy spalania, gdzie, jeśli trzeba, kończony jest zwykle proces utleniania lotnych składników organicznych. Następnie „czysty” gaz jest kierowany ze strefy spalania z powrotem przez kolumnę wymiennika ciepła, lub, według bardziej wydajnego procesu, przez drugą kolumnę wymiany ciepła. Kiedy gorący, utleniony gaz jest wyprowadzany przez drugą kolumnę, to gaz przekazuje swoje ciepło do medium wymiany ciepła w tej kolumnie, co powoduje ochłodzenie gazu i wstępne ogrzanie medium wymiany ciepła, tak że inna porcja gazu procesowego może zostać wstępnie ogrzana w drugiej kolumnie po zakończeniu cyklu pracy utleniacza. Zwykle utleniacz regeneracyjny ma przynajmniej dwie kolumny wymiany ciepła, które naprzemiennie odbierają gazy procesowe i poddane obróbce. Proces ten jest wykonywany w sposób ciągły, umożliwiając wydajną obróbkę gazu procesowego.
Działanie utleniacza regeneracyjnego może zostać zoptymalizowane przez zwiększenie wydajności niszczenia lotnych składników organicznych i przez zmniejszenie kosztów roboczych i kapitałowych. Zwiększanie wydajności niszczenia lotnych składników organicznych było omawiane w literaturze, gdzie proponowano, na przykład użycie takich środków, jak ulepszone układy utleniające i układy usuwające. Koszty robocze można zmniejszyć przez zwiększenie wydajności odzyskiwania ciepła i przez zmniejszenie spadku ciśnienia w utleniaczu. Koszty robocze i kapitałowe można zmniejszyć przez właściwe zaprojektowanie utleniacza regeneracyjnego i przez wybranie odpowiednich materiałów do wymiany ciepła. Chociaż aspekty odnoszące się do konstrukcji utleniaczy regeneracyjnych były przedmiotem dotychczasowych patentów to rozmieszczenie materiału stosowanego do wymiany ciepła, nie było dostatecznie analizowane.
Na pos. I pokazano znany ze stanu techniki poziomy, regeneracyjny utleniacz w przekroju poprzecznym. Utleniacz ten zawiera dwa umieszczone naprzeciwko siebie wymienniki ciepła z centralną strefą spalania łączącą się z każdym z wymienników. Każdy wymiennik ciepła zawiera zestaw ułożonych w stosy, monolitycznych bloków, mających liczne, zwykle umieszczone równolegle, kanały przepływowe, umożliwiające przepływ gazu procesowego. Ułożone w stosach bloki są odpowiednio usytuowane względem siebie tak, że ich kanały przepływowe są umieszczone w jednej linii, tworząc liczne kanały od wlotu kolumny wymiennika ciepła do wylotu. Jednakże taki układ może sprawiać kłopot na skutek działania dużych sił oporu na bloki medium umieszczone na gorącym końcu zestawu do wymiany ciepła, to znaczy, na końcu najbardziej oddalonym od wlotu (lub wylotu w pewnych przypadkach) i najbliższym strefy spalania.
Przy wysokiej temperaturze i dużej prędkości powietrza, siła oporu może być dostatecznie duża, aby spowodować wysunięcie bloku medium z zestawu, szczególnie, jeśli blok jest nieco nachylony w dół względem poziomu. Siły te mogą spowodować pękanie i wcześniejsze uszkodzenie monolitów, powodując kosztowne, nieplanowane przestoje utleniacza regeneracyjnego i wymianę monolitów, a przynajmniej przestój konieczny do właś ciwego ułożenia zmienionego zestawu. Problem taki nie występuje w wymiennikach ciepła, w których zestaw jest ustawiony pionowo, to znaczy gaz przepływa w kierunku pionowym przez zestaw, ponieważ sił y grawitacyjne, na skutek duż ej wagi zestawu, opierają się działaniu tych sił.
Problem poziomo ustawionych złoży można rozwiązać przez połączenie zestawu, na przykład, przy pomocy zaprawy murarskiej i przez stosowanie materiału rozszerzającego w celu wytworzenia siły ściskającej bloki zestawu i utrzymującej je na miejscu. Jednak po pewnym czasie oba te sposoby mogą zawieźć, szczególnie wobec wysokotemperaturowego środowiska złoża wymiennika ciepła.
PL 200 012 B1
W praktyce zaprawa murarska może ulec zniszczeniu lub popękać, zaś siły ś ciskające, wywołane przez rozszerzający się materiał mogą zostać zredukowane.
Celem wynalazku jest skonstruowanie utleniacza regeneracyjnego, w którym nie będą występowały opisane wyżej wady.
Utleniacz regeneracyjny zawierający przynajmniej jedną kolumnę wymiany ciepła połączoną ze strefą spalania i mającą pierwszy koniec oraz drugi koniec oddalony od pierwszego końca, przy czym drugi koniec jest umieszczony bliżej strefy spalania niż pierwszy koniec, a ponadto zestaw medium wymiany ciepła umieszczony we wspomnianej kolumnie wymiany ciepła, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zestaw jest umieszczony we wspomnianej kolumnie tak, że przynajmniej część zestawu, bliższa drugiemu końcowi jest nachylona w stosunku do płaszczyzny poziomej, przy czym zestaw ma wiele kanałów przepływu gazu umieszczonych pomiędzy pierwszym końcem a drugim końcem kolumny wymiany ciepła, tak, że kierunek przepływu gazu w kanałach jest zasadniczo poziomy, zaś zestaw zawiera wiele elementów wymiany ciepła umieszczonych prostopadle do kierunku przepływu gazu płynącego przez te kanały.
Korzystnie część zestawu bliższa drugiemu końcowi jest nachylona pod kątem większym niż kąt, pod którym nachylona jest część zestawu bliższa pierwszemu końcowi.
Korzystnie zestaw bliższy pierwszemu końcowi jest nachylony pod kątem równym 0°, zaś zestaw bliższy drugiemu końcowi jest nachylony pod kątem od 1° do 10°.
Korzystnie zestaw bliższy drugiemu końcowi jest nachylony pod kątem 1,6°.
Korzystnie kąt nachylenia zestawu jest stały od pierwszego końca do drugiego końca.
Korzystnie zestaw zawiera wiele monolitycznych bloków, z których każdy posiada wiele kanałów umieszczonych wzdłuż osi równoległej do kierunku przepływu gazu przez kolumnę wymiany ciepła.
Korzystnie monolityczne bloki są ułożone w stosy, przy czym stos najbliższy drugiemu końcowi jest nachylony w stosunku do płaszczyzny poziomej.
Korzystnie zestaw zawiera płyty, z których każda ma wystające z niej liczne żebra, przy czym płyty są rozmieszczone względem siebie tak, że między wieloma żebrami znajduje się wiele rowków.
Utleniacz regeneracyjny do utleniania zanieczyszczeń w gazie zawierający: strefę spalania, pierwsze złoże wymiany ciepła połączone ze strefą spalania i mające pierwszy koniec oraz drugi koniec, przy czym drugi koniec jest usytuowany bliżej strefy spalania niż pierwszy koniec oraz drugie złoże wymiany ciepła, połączone ze strefą spalania, mające pierwszy koniec oraz drugi koniec, przy czym drugi koniec jest usytuowany bliżej strefy spalania niż pierwszy koniec, zaś medium wymiany ciepła jest podtrzymywane w każdym pierwszym i drugim złożu wymiany ciepła, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przynajmniej część medium wymiany ciepła, bliższa drugim końcom pierwszej i drugiej kolumny wymiany ciepła jest nachylona pod kątem równym od około 1° do 10° względem płaszczyzny poziomej, zaś media mają wiele kanałów przepływu gazu umieszczonych pomiędzy pierwszym końcem i drugim końcem kolumny wymiany ciepła tak, że przepływ gazu przez taki kanał jest zasadniczo poziomy, zaś media zawierają zestaw mający wiele elementów wymiany ciepła umieszczonych w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu gazu przez te kanały.
Korzystnie medium wymiany ciepła bliższe pierwszym końcom pierwszej i drugiej kolumnie wymiany ciepła jest w zasadzie równoległe do płaszczyzny poziomej.
Korzystnie wspomniany kąt nachylenia jest równy 1,6°.
Korzystnie medium wymiany ciepła zawiera liczne bloki monolityczne, przy czym każdy blok ma liczne kanały ustawione wzdłuż osi równoległej do przepływu gazu przez kolumnę wymiany ciepła.
Korzystnie wiele monolitycznych bloków jest ułożonych w stosy, przy czym stos umieszczony w pobliż u drugiego końca jest nachylony względem płaszczyzny poziomej.
Korzystnie medium wymiany ciepła zawiera wiele płyt, z których każda ma liczne wystające z niej ż ebra, przy czym pł yty są rozmieszczone wzglę dem siebie tak, ż e mi ę dzy wieloma ż ebrami jest umieszczonych wiele rowków.
Korzystnie zestaw zawiera ponadto wiele monolitycznych bloków, przy czym każdy blok ma wiele kanałów usytuowanych wzdłuż osi równoległej do kierunku przepływu gazu przez kolumnę wymiany ciepła.
Korzystnie liczne płyty są usytuowane między pierwszym stosem monolitycznych bloków umieszczonych przy pierwszym końcu, a drugim stosem monolitycznych bloków umieszczonych przy drugim końcu.
Korzystnie wiele rowków jest usytuowanych współliniowo z wieloma kanałami.
PL 200 012 B1
Utleniacz regeneracyjny zawierający przynajmniej jedną kolumnę wymiany ciepła połączoną ze strefą spalania i mającą pierwszy koniec oraz drugi koniec oddalony od pierwszego końca, przy czym drugi koniec jest umieszczony bliżej strefy spalania niż pierwszy koniec, a ponadto zestaw medium wymiany ciepła umieszczony we wspomnianej kolumnie wymiany ciepła, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zestaw jest umieszczony we wspomnianej kolumnie tak, że przynajmniej część zestawu, bliższa drugiemu końcowi jest nachylona w stosunku do płaszczyzny poziomej, przy czym zestaw ma wiele kanałów przepływu gazu umieszczonych pomiędzy pierwszym końcem a drugim końcem kolumny wymiany ciepła, tak, że kierunek przepływu gazu w kanałach jest zasadniczo poziomy, zaś zestaw umieszczony bliżej drugiego końca jest nachylony pod kątem większym niż kąt pod jakim jest nachylony zestaw umieszczony bliżej pierwszego końca.
Dzięki rozwiązaniu według wynalazku uzyskano takie rozmieszczenie medium wymiany ciepła, które umożliwia poziomy lub w zasadzie poziomy przepływ gazu procesowego od wlotu do wylotu, ale również przeciwdziała siłom oporu, które mogą wystąpić.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju poprzecznym poziomy utleniacz regeneracyjny według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 2 przedstawia w widoku od tyłu poziomy utleniacz regeneracyjny z fig. 1, fig. 3 przedstawia w przekroju poprzecznym poziomy utleniacz regeneracyjny według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania, fig. 4 przedstawia w przekroju poprzecznym poziomy utleniacz regeneracyjny według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania, zaś fig. 5 przedstawia w przekroju poprzecznym zestaw wymiany ciepła z przykładu wykonania pokazanego na fig. 4.
Na fig. 1 pokazany został pierwszy przykład wykonania utleniacza regeneracyjnego, w którym dwa wymienniki ciepła 10, 20 są połączone przepływowo z centralnie zlokalizowaną strefą spalania
30. Ten przykład wykonania jest podobny do wykonania pokazanego na pos. I, poza ułożeniem medium wymiany ciepła. Każdy wymiennik ciepła 10, 20 ma zimny koniec 11 i gorący koniec 12. Zimny koniec 11 służy jako wlot stosunkowo zimnego gazu procesowego zawierającego lotne składniki organiczne przeznaczone do utleniania lub jako wylot dla stosunkowo zimnego gazu procesowego, którego lotne składniki organiczne zostały już utlenione, zależnie od danego cyklu pracy utleniacza. Od zimnego końca 11 jest oddalony gorący koniec 12, który w każdym przypadku jest umieszczony najbliżej strefy spalania 30. Między zimnym końcem 11 i gorącym końcem 12 każdego wymiennika ciepła 10, 20 umieszczony jest zestaw 15 ogniotrwałego medium wymiany ciepła. W preferowanym przykładzie wykonania, zestaw 15 ogniotrwałego medium wymiany ciepła stanowi jeden lub więcej monolitycznych bloków, przy czym każdy blok zawiera liczne kanały przepływu gazu. Kolumny wymiany ciepła są rozmieszczone po przeciwnych stronach strefy spalania 30, tak że osiowe kanały przepływu gazu w medium wymiany ciepła w jednej kolumnie są skierowane w stronę drugiej kolumny. W bardziej korzystnym rozwiązaniu zestaw 15 zawiera liczne bloki, ustawione jeden na drugim, przy czym bloki są umieszczone tak, że ich kanały przepływu gazu są osiowo usytuowane jeden naprzeciwko drugiego umożliwiając w ten sposób przepływ gazu procesowego od zimnego końca każdego złoża do gorącego końca każdego złoża lub odwrotnie. Monolityczne struktury, odpowiednie dla zestawu 15, zawierają kanały mające około 50 komórek na cal kwadratowy, umożliwiające laminarny przepływ i niski spadek ciśnienia. W takich blokach utworzonych jest szereg małych kanałów umoż liwiających przepływ gazu przez strukturę określonymi drogami, ogólnie wzdłuż osi równoległej do strumienia gazu płynącego przez kolumnę wymiany ciepła. Bardziej konkretnymi przykładami odpowiednich struktur monolitycznych są ceramiczne „plastry miodu” wykonane z mulitu, mające 40 komórek na element (zewnętrzne wymiary 150 mm x 150 mm) i monolityczne struktury, mające przybliżone wymiary 5,25 x 5,25 x 12,00. Te ostatnie bloki zawierają liczne, równoległe kwadratowe kanały (40 - 50 kanałów na cal kwadratowy), przy czym przekrój poprzeczny jednego kanału ma wymiary w przybliżeniu 3 mm x 3 mm, zaś kanał jest otoczony ścianką o grubości około 0,7 mm. Zatem można uzyskać pole przekroju otworów równe w przybliżeniu 60% - 70% i właściwe pole powierzchni równe w przybliżeniu 850 do 1000 m2/m3. Odpowiednie są również monolityczne bloki, mające wymiary 5,90 x 5,90 x 11,81.
W celu przeciwdziałania siłom oporu, które występują szczególnie na gorącym końcu 12 każdej kolumny wymiany ciepła, zestaw 15 medium jest pochylony pod kątem nieco ponad płaszczyznę poziomą, jak pokazano na fig. 1. Kąt nachylenia jest największy na gorącym końcu 12 wymiennika, gdzie siły są największe. Odpowiednie kąty nachylenia wynoszą od 1 do około 10 stopni względem poziomu, przy czym kąty nachylenia od około 1 do 5 stopni są preferowane, zaś kąt nachylenia równy około 1,6 stopnia jest najbardziej preferowany dla złoża o długości sześciu stóp, to znaczy 1,8288 m. Uzyskany kąt nachylenia wynoszący 1,6 stopnia jest kątem preferowanym w takim układzie, aby zminimaPL 200 012 B1 lizować wysokość zestawu. Siły grawitacyjne dla danych warunków są większe niż oczekiwane siły oporu. Ta przeciwnie działająca siła nie zmienia się z czasem. Specjalista w danej dziedzinie zauważy, że ustalenie optymalnego kąta nachylenia zależy częściowo od gęstości materiału danego zestawu dla danego kanału na cal i szybkość przepływu. Mniej gęste materiały wymagają większego nachylenia.
Korzystnie kąt nachylenia jest stały wzdłuż całego zestawu. To znaczy, że, wysokość zestawu korzystnie rośnie (względem podtrzymującego go podłoża) jednostajnie od zimnego końca do gorącego końca kolumny.
Figura 3 ilustruje drugi przykład wykonania niniejszego wynalazku, w którym tylko część zestawu 15 wymiany ciepła jest pochylona. Dokładniej mówiąc zestaw 15 zawiera liczne, ustawione w pionie jeden na drugim w stos monolityczne bloki, przy czym stos 15A umieszczony najbliżej strefy spalania 30 jest ustawiony pod kątem, zaś reszta bloków jest ustawiona poziomo lub w zasadzie poziomo. Taka konstrukcja ma tę zaletę, że ma mniejszy przyrost wysokości dla danego kąta nachylenia, ponieważ zmiana wysokości jest proporcjonalna do długości nachylonego złoża. Ponadto, konstrukcja ta nie wymaga siatki 35 podtrzymującej zimny koniec 11. Chociaż kanały przepływowe nachylonych bloków nie są dokładnie ustawione wzdłuż osi kanałów przepływowych bloków nienachylonych (lub ustawionych pod innym kątem nachylenia), to dopasowanie jest dostateczne na tyle, aby umożliwić wystarczający przepływ gazu i aby cały układ działał wydajnie. W praktyce, jeśli strumień gazu dociera do gorącego końca z pewną niejednorodnością to mała szczelina między stosami monolitycznych bloków może umożliwić - uzyskanie bardziej jednorodnego rozkładu przepływu. Specjalista w danej dziedzinie zauważy, że podobne konstrukcje, w których kilka, ale nie wszystkie, stosy bloków zestawu 15 są ustawione pod kątem do płaszczyzny poziomej, mieszczą się w zakresie niniejszego wynalazku. Na przykład, zamiast jednego stosu, raczej dwa, trzy lub cztery stosy bloków zestawu 15 umieszczone najbliżej strefy spalania 15, jak pokazano na fig. 3, mogą być pochylone.
Figury 4 i 5 ilustrują inny przykład wykonania zestawu wymiany ciepła, który może być stosowany w niniejszym wynalazku. W tym przykładzie wykonania, zestaw jest wielowarstwowy i zawiera stos ceramicznych (lub wykonanych z innego materiału ogniotrwałego), korzystnie płaskich płyt 41 mających liczne równoległe żebra 42. Płyty 41 są ułożone w stos, a zatem żebra 42 wystające z każdej płyty 41 zazębiają się, tak że tworzą między sobą równoległe rowki 43. Żebra 42 wystają z powierzchni każdej płyty 41, zaś zewnętrzne końce każdego żebra 42 stykają się z przeciwległą powierzchnią przeciwnej płyty 41. Utworzone rowki 43 są szersze niż przeciwległe żebra 42 i mają mniej więcej tę samą wysokość co żebra 42.
Jak pokazano na fig. 4, stos płyt 41 jest korzystnie otoczony przez co najmniej jeden stos wykonany z monolitycznych bloków 45 usytuowany na zimnym końcu 11 i co najmniej jeden stos wykonany z monolitycznych bloków 45 usytuowany na gorącym końcu 12 złoża wymiany ciepła. Stosy monolitycznych bloków 45 pomagają stabilizować i mocować stos płyt 41. Można umieścić szczelinę między stosem monolitycznych bloków 45 a stosem płyt 41 aby zapewnić jednorodny rozkład gazu procesowego przepływającego z osiowych kanałów przepływowych usytuowanych w monolitycznych blokach 45 w stronę kanałów utworzonych w stosie płyt 41. Można zastosować izolującą podporę 46 wykonaną z cegieł ogniotrwałych w celu podtrzymania stosu płyt 41.
Sposób uzyskiwania odpowiedniego kąta jest w zasadzie dowolny. Kąt może zostać utworzony, na przykład, przez nachylenie podłoża 40 w kolumnie wymiany ciepła lub przez podtrzymywanie zestawu na jednej lub kilku podporach. W wyniku nachylenia, składowa ciężaru zestawu może działać przeciwnie do wytwarzanej siły oporu i zapobiegać przemieszczaniu zestawu podczas działania utleniacza.
W przypadku, gdy zimna strona zestawu wymaga zamocowania, można użyć drucianą siatkę lub siatkę stalową o dużej pustej powierzchni (50% - 90%), ponieważ wysoka temperatura, występująca od strony gorącej, nie występuje po stronie zimnej i degradacja materiałów mocujących nie stanowi problemu. Takie rozwiązanie jest przedstawione na fig. 2, gdzie pokazana jest stalowa siatka 35, podtrzymująca zestaw 15.
Nachylony układ łoża powoduje, że monolityczny zestaw ma wiele cech układu złoża pionowego, w którym medium jest unieruchomione przez siły grawitacyjne, takich jak łatwość montażu i napraw. Ponadto, konstrukcja ma niemal taką samą wysokość co urządzenie poziome i charakteryzuje się mniej skomplikowanym montażem złoża. Trwałość zestawu jest zwiększona przez zminimalizowanie możliwości uszkodzenia, występujących w przypadku innych sposobów mocowania.

Claims (18)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Utleniacz regeneracyjny zawierający przynajmniej jedną kolumnę wymiany ciepł a połączoną ze strefą spalania i mającą pierwszy koniec oraz drugi koniec oddalony od pierwszego końca, przy czym drugi koniec jest umieszczony bliżej strefy spalania niż pierwszy koniec, a ponadto zestaw medium wymiany ciepła umieszczony we wspomnianej kolumnie wymiany ciepła, znamienny tym, że zestaw (15) jest umieszczony we wspomnianej kolumnie tak, że przynajmniej część zestawu (15), bliższa drugiemu końcowi (12) jest nachylona w stosunku do płaszczyzny poziomej, przy czym zestaw (15) ma wiele kanałów przepływu gazu umieszczonych pomiędzy pierwszym końcem (11) a drugim końcem (12) kolumny wymiany ciepła (10, 20), tak, że kierunek przepływu gazu w kanałach jest zasadniczo poziomy, zaś zestaw (15) zawiera wiele elementów wymiany ciepła umieszczonych prostopadle do kierunku przepływu gazu płynącego przez te kanały.
  2. 2. Utleniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że część zestawu (15) bliższa drugiemu końcowi (12) jest nachylona pod kątem większym niż kąt, pod którym nachylona jest część zestawu (15) bliższa pierwszemu końcowi (11).
  3. 3. Utleniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że zestaw (15) bliższy pierwszemu końcowi (11) jest nachylony pod kątem równym 0°, zaś zestaw (15) bliższy drugiemu końcowi (12) jest nachylony pod kątem od 1° do 10°.
  4. 4. Utleniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że zestaw (15) bliż szy drugiemu końcowi (12) jest nachylony pod kątem 1,6.
  5. 5. Utleniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt nachylenia zestawu (15) jest stały od pierwszego końca (11) do drugiego końca (12).
  6. 6. Utleniacz według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ż e zestaw (15) zawiera wiele monolitycznych bloków, z których każdy posiada wiele kanałów umieszczonych wzdłuż osi równoległej do kierunku przepływu gazu przez kolumnę wymiany ciepła (10, 20).
  7. 7. Utleniacz wed ług zastrz. 6, znamienny tym, że monolityczne bloki są ułożone w stosy, przy czym stos najbliższy drugiemu końcowi (12) jest nachylony w stosunku do płaszczyzny poziomej.
  8. 8. Utleniacz według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że zestaw (15) zawiera płyty (41), z których każda ma wystające z niej liczne żebra (42), przy czym płyty (41) są rozmieszczone względem siebie tak, że między wieloma żebrami (42) znajduje się wiele rowków (43).
  9. 9. Utleniacz regeneracyjny do utleniania zanieczyszczeń w gazie zawierający: strefę spalania, pierwsze złoże wymiany ciepła połączone ze strefą spalania i mające pierwszy koniec oraz drugi koniec, przy czym drugi koniec jest usytuowany bliżej strefy spalania niż pierwszy koniec oraz drugie złoże wymiany ciepła, połączone ze strefą spalania, mające pierwszy koniec oraz drugi koniec, przy czym drugi koniec jest usytuowany bliżej strefy spalania niż pierwszy koniec, zaś medium wymiany ciepła jest podtrzymywane w każdym pierwszym i drugim złożu wymiany ciepła, znamienny tym, że przynajmniej część medium wymiany ciepła, bliższa drugim końcom (12) pierwszej i drugiej kolumny wymiany ciepła (10, 20) jest nachylona pod kątem równym od około 1° do 10° względem płaszczyzny poziomej, zaś media mają wiele kanałów przepływu gazu umieszczonych pomiędzy pierwszym końcem i drugim końcem kolumny wymiany ciepła tak, że przepływ gazu przez taki kanał jest zasadniczo poziomy, zaś media zawierają zestaw (15) mający wiele elementów wymiany ciepła umieszczonych w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu gazu przez te kanały.
  10. 10. Utleniacz według zastrz. 9, znamienny tym, że medium wymiany ciepła bliższe pierwszym końcom (11) pierwszej i drugiej kolumnie wymiany ciepła jest w zasadzie równoległe do płaszczyzny poziomej.
  11. 11. Utleniacz według zastrz. 9, znamienny tym, że wspomniany kąt nachylenia jest równy 1,6°.
  12. 12. Utleniacz według zastrz. 9, znamienny tym, że medium wymiany ciepła zawiera liczne bloki monolityczne, przy czym każdy blok ma liczne kanały ustawione wzdłuż osi równoległej do przepływu gazu przez kolumnę wymiany ciepła.
  13. 13. Utleniacz według zastrz. 12, znamienny tym, że wiele monolitycznych bloków jest ułożonych w stosy, przy czym stos umieszczony w pobliżu drugiego końca (12) jest nachylony względem płaszczyzny poziomej.
  14. 14. Utleniacz według zastrz. 9, znamienny tym, że medium wymiany ciepła zawiera wiele płyt (41), z których każda ma liczne wystające z niej żebra (42), przy czym płyty (41) są rozmieszczone względem siebie tak, że między wieloma żebrami (42) jest umieszczonych wiele rowków (43).
    PL 200 012 B1
  15. 15. Utleniacz według zastrz. 14, znamienny tym, że zestaw (15) zawiera ponadto wiele monolitycznych bloków, przy czym każdy blok ma wiele kanałów usytuowanych wzdłuż osi równoległej do kierunku przepływu gazu przez kolumnę wymiany ciepła.
  16. 16. Utleniacz według zastrz. 14, znamienny tym, że liczne płyty (41) są usytuowane między pierwszym stosem monolitycznych bloków umieszczonych przy pierwszym końcu (11), a drugim stosem monolitycznych bloków umieszczonych przy drugim końcu (12).
  17. 17. Utleniacz według zastrz. 15, znamienny tym, że wiele rowków (43) jest usytuowanych współliniowo z wieloma kanałami.
  18. 18. Utleniacz regeneracyjny zawierający przynajmniej jedną kolumnę wymiany ciepła połączoną ze strefą spalania i mającą pierwszy koniec oraz drugi koniec oddalony od pierwszego końca, przy czym drugi koniec jest umieszczony bliżej strefy spalania niż pierwszy koniec, a ponadto zestaw medium wymiany ciepła umieszczony we wspomnianej kolumnie wymiany ciepła, znamienny tym, że zestaw (15) jest umieszczony we wspomnianej kolumnie tak, że przynajmniej część zestawu (15), bliższa drugiemu końcowi (12) jest nachylona w stosunku do płaszczyzny poziomej, przy czym zestaw (15) ma wiele kanałów przepływu gazu umieszczonych pomiędzy pierwszym końcem (11), a drugim końcem (12) kolumny wymiany ciepła (10, 20) tak, że kierunek przepływu gazu w kanałach jest zasadniczo poziomy, zaś zestaw (15) umieszczony bliżej drugiego końca (12) jest nachylony pod kątem większym niż kąt pod jakim jest nachylony zestaw (15) umieszczony bliżej pierwszego końca (11).
PL365192A 2000-05-12 2001-04-16 Utleniacz regeneracyjny PL200012B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/569,554 US6264464B1 (en) 2000-05-12 2000-05-12 Angled bed for regenerative heat exchanger
PCT/US2001/012489 WO2001088436A1 (en) 2000-05-12 2001-04-16 Angled bed for regenerative heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL365192A1 PL365192A1 (pl) 2004-12-27
PL200012B1 true PL200012B1 (pl) 2008-11-28

Family

ID=24275907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL365192A PL200012B1 (pl) 2000-05-12 2001-04-16 Utleniacz regeneracyjny

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6264464B1 (pl)
EP (1) EP1281024A4 (pl)
JP (1) JP4718095B2 (pl)
CN (1) CN1191453C (pl)
AU (2) AU2001253600B2 (pl)
CA (1) CA2407109C (pl)
CZ (1) CZ20023705A3 (pl)
MX (1) MXPA02010882A (pl)
NO (1) NO20025390L (pl)
PL (1) PL200012B1 (pl)
WO (1) WO2001088436A1 (pl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6651357B2 (en) 2001-01-12 2003-11-25 Megtec Systems, Inc. Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof
US20070204978A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 Henry Earl Beamer Heat exchanger unit
CN102626590B (zh) * 2011-07-18 2013-12-04 西南化工研究设计院 一种低浓度有机可燃气体催化氧化装置及热量利用系统
US9683474B2 (en) 2013-08-30 2017-06-20 Dürr Systems Inc. Block channel geometries and arrangements of thermal oxidizers
DE102018219105A1 (de) 2018-11-08 2020-05-14 Dürr Systems Ag Verfahren zur Reinigung eines Rohgasstroms und Reinigungsvorrichtung

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1421259A (en) 1922-06-27 Etjrnaces
FR582381A (fr) * 1923-08-31 1924-12-17 Appareils Manutention Fours Stein Sa Régénérateur de chaleur à grande surface
US1753467A (en) * 1927-02-19 1930-04-08 Kniepert Karl Brick or block for regenerators
US1799856A (en) 1928-06-14 1931-04-07 Frank R Mcgee Furnace regenerator
US1848242A (en) 1930-12-26 1932-03-08 Alvin A Claassen Checker work
US1895302A (en) * 1931-04-23 1933-01-24 Bradley P Wheeler Fire brick for checker work regenerators
US1961510A (en) * 1933-01-05 1934-06-05 Hartford Empire Co Furnace and regenerator construction therefor
US2823027A (en) * 1955-11-21 1958-02-11 Wulff Process Company Ceramic checker mass
DE1237150B (de) 1964-10-03 1967-03-23 Appbau Rothemuehle Brandt & Kr Tragkonstruktion fuer den Waermespeicher von drehenden, axial im Gegenstrom von den Medien durchstroemten Regenerativwaermetauschern
DE1458842A1 (de) * 1965-04-07 1969-01-23 Didier Werke Ag Ausgitterung von Regeneratorkammern fuer Industrieoefen,insbesondere Siemens-Martin-OEfen
US3572425A (en) 1969-02-13 1971-03-23 Rothemuehle Brandt Kritzler Rotary regenerative heat exchangers
IT1070099B (it) * 1975-09-23 1985-03-25 Degussa Catalizzatore supportato monolitico e disposizione di catalizzatori supportati monolitici per la depurazione dei gas di scarico di motori a combustione
AR207091A1 (es) * 1975-09-29 1976-09-09 Westinghouse Electric Corp Disposicion de camara de combustion para turbina de gas
US4108733A (en) * 1977-04-25 1978-08-22 Koppers Company, Inc. High efficiency coke oven regenerator checker brick
JPS59215914A (ja) * 1983-05-24 1984-12-05 Honda Motor Co Ltd 二段触媒コンバ−タ
US5403559A (en) * 1989-07-18 1995-04-04 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Device for cleaning exhaust gases of motor vehicles
US5531593A (en) * 1993-07-12 1996-07-02 Durr Industries, Inc. Regenerative thermal oxidizer with heat exchanger columns
US5531513A (en) 1994-12-16 1996-07-02 Kelsey-Hayes High pressure accumulator/bypass valve with stationary high pressure seal
US5851636A (en) 1995-12-29 1998-12-22 Lantec Products, Inc. Ceramic packing with channels for thermal and catalytic beds
US5693295A (en) * 1996-01-16 1997-12-02 General Motors Corporation Catalytic converter
US5755569A (en) * 1996-02-26 1998-05-26 Koch Engineering Company, Inc. Media for heat exchange columns in regenerative thermal oxidizers
JP4127886B2 (ja) * 1997-01-06 2008-07-30 日本ファーネス株式会社 給気流加熱装置及び給気流加熱方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1281024A4 (en) 2009-02-25
JP2003533663A (ja) 2003-11-11
US6264464B1 (en) 2001-07-24
EP1281024A1 (en) 2003-02-05
AU5360001A (en) 2001-11-26
NO20025390D0 (no) 2002-11-11
CZ20023705A3 (cs) 2003-05-14
NO20025390L (no) 2003-01-10
CA2407109A1 (en) 2001-11-22
PL365192A1 (pl) 2004-12-27
AU2001253600B2 (en) 2004-08-12
JP4718095B2 (ja) 2011-07-06
CA2407109C (en) 2008-12-23
WO2001088436A1 (en) 2001-11-22
CN1444712A (zh) 2003-09-24
MXPA02010882A (es) 2003-03-27
CN1191453C (zh) 2005-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0873491B1 (en) Ceramic packing with channels for thermal and catalytic beds
KR100473914B1 (ko) 세라믹 구조체
CA2156246A1 (en) Annular air distributor for regenarative thermal oxidizers
US6302188B1 (en) Multi-layer heat exchange bed containing structured media and randomly packed media
EP0687879B1 (en) Honeycomb Regenerator
US5695002A (en) High-cycle regenerative heat exchanger
PL200012B1 (pl) Utleniacz regeneracyjny
US20200003502A1 (en) Heat transfer media
AU2001253600A1 (en) Angled bed for regenerative heat exchanger
JP2862864B1 (ja) ハニカム状蓄熱体
JP3282955B2 (ja) 熱風循環システム
US5770165A (en) Regenerative thermal oxidizer with floor-mounted media support
JP3106124B2 (ja) 燃焼用空気の予熱方法及びハニカム状蓄熱体
JP2001153308A (ja) 触媒燃焼一体型蒸発器
JP2996618B2 (ja) 蓄熱燃焼バーナ
JP2857360B2 (ja) ハニカム状蓄熱体
JPH0435751Y2 (pl)
JP3459024B2 (ja) 蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法
JPH039396B2 (pl)
JPH07234076A (ja) セラミック成形体の焼成用支持体及びセラミック成形体の焼成方法
JPH0377623A (ja) 燃焼排ガス中の窒素酸化物除去装置
JP2001263973A (ja) ハニカム状蓄熱体

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20100416