PL212705B3 - Układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin w połączeniu z zamkniętymi obiegami po stronie wymiany i odbioru ciepła z wymiennikiem ciepła przeciwdziałającym resyntezie dioksyn i furanów.

Układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin według patentu głównego nr 193 994, składa się z trzech wymienników ciepła połączonych szeregowo. Wymiennik 3 wstępnego schładzania spalin umieszczony jest na początku układu. Podsuszający wymiennik 4 znajduje się na końcu układu. Wymienniki 3 i 4 połączone są zamkniętym obiegiem wymiany ciepła 1 i 2. Wymiennik 7 skraplający z upustem skroplin 8 ma oddzielny obieg ciepła połączony równolegle z siecią użytkową ciepła 6. Oczyszczanie spalin następuje przez wykroplenie pary wodnej w nich zawartej, a następnie przez usunięcie skroplin wraz z ładunkiem rozmieszczonych w tych skroplonych agresywnych dla otoczenia składnikach chemicznych spalin z jednoczesnym odzyskiem ciepła powstałego w procesie wykraplania pary wodnej, następnie podsuszenie odwodnionych spalin (przed wypuszczeniem ich do atmosfery) poprzez wykorzystanie ciepła pobieranego z gorącej części strumienia spalin. W całym procesie odzyskuje się ciepło spalin wraz z ciepłem skraplania zawartej w nich pary wodnej, zaś zanieczyszczone skropliny usuwa się z układu, z którego też uchodzą spaliny, jako oczyszczone, odwodnione i podsuszone.

Celem wynalazku jest udoskonalenie układu do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin według patentu głównego nr 193 994 tak, by w ciągu przepływu spalin do spalarni odpadków, osadów po oczyszczalniach ścieków, itp. wyeliminowane zostały warunki dogodne dla powstawania, w drodze resyntezy w obecności chlorków, w masie spalin szkodliwych dla życia dioksyn i furanów przy równoczesnym zapewnieniu możliwości odzysku ciepła ze spalin w zakresie temperatur poniżej 600°C. W wyższych bowiem temperaturach, osiąganych w spalarniach na poziomie 800-900°C, dioksyny i furany ulegają zniszczeniu. Strefa 800-900°C jest w tym względzie obojętna, natomiast poniżej tej granicy, a zwłaszcza w przedziale 250-400°C w obecności chlorków powstaje potencjalne zagrożenie resyntezy obu tych związków chemicznych, w szczególności wszędzie tam, gdzie ruch spalin ulega spowolnieniu wewnątrz przestrzeni konwekcyjnych. W układzie według wynalazku występuje również prędkie (gwałtowne) wychładzanie spalin zachodzące wewnątrz wielorurowego i prostorurowego wymiennika ciepła, realizowanego jednym ciągiem z wyeliminowaniem zahamowań prędkości spalin, powstawania turbulencji i przestrzeni konwekcyjnych z zapewnieniem jak najszybszego jednocześnie przepływu spalin tak, aby czas ich wychłodzenia nie przekraczał kilku setnych sekundy w strefie niebezpiecznych temperatur 250-400°C oraz rzędu 0,1 sek. w całym zakresie 220-600°C. Poniżej tego przedziału przepływ spalin może zachodzić w sposób dość lub nawet bardzo powolny. Układ według wynalazku gwarantuje zatem bezdioksynowe bezpieczeństwo instalacji wychładzania spalin z odzyskiem ciepła w całym zakresie pracy: od spalarni, poprzez oczyszczanie aż do wprowadzenia czystych i chłodnych spalin poprzez komin do atmosfery.

Zgodnie z wynalazkiem, układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin składający się z trzech wymienników ciepła połączonych szeregowo zawierający wymiennik 3 wstępnego schładzania spalin umieszczony na początku układu i podsuszający wymiennik 4 znajdujący się na końcu układu połączone zamkniętym obiegiem wymiany ciepła 1 i 2 oraz wymiennik 7 skraplający z upustem skroplin 8, mający oddzielny obieg ciepła połączony równolegle z siecią użytkową ciepła 6, charakteryzuje się tym, że przed wymiennikiem 3 wstępnego schładzania spalin posiada połączony szeregowo wymiennik ciepła spaliny/woda 21, który połączony jest równolegle przewodami 22 z siecią użytkową ciepła 6.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku, na którym pokazano schemat układu do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin.

Układ oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin ma wlot strumienia wilgotnych, gorących spalin do kanału dolotowego 9 doprowadzającego te spalmy do wymiennika 3 wstępnego schładzania spalin z boczną gałązką obiegu zamkniętego ciepła 1 i 2, a na wypływie z tego wymiennika strumień wstępnie schłodzonych spalin, który poprzez króciec 11 wchodzi do wymiennika skraplającego 7 z boczną gałęzią odbioru ciepła poprzez oddzielny obieg 5 do sieci użytkowej 6 ciepła oraz z upustem skroplin 8 do zewnątrz układu, zaś na wypływie z wymiennika skraplającego 7 już pozbawione skroplin spaliny wchodzą do podsuszającego wymiennika ciepła 4 podłączonego z jednej strony do obiegu zamkniętego ciepła 1 i 2, a na końcu poprzez kanał 10 spaliny oczyszczone, odwodnione i pozbawione nadmiaru ciepła mają ujście do komina.

PL 212 705 B3

Jest wreszcie i ta właściwość układu, iż każda zmiana stanu termodynamicznego zachodząca w wymienniku skraplającym 7 w następstwie wahań w odbiorze ciepła przez sieć użytkową 6 przenosi się nie tylko szeregowo na stan termodynamiczny wymiennika 4 następnego, czyli podsuszającego spaliny, lecz także wstecznie za pośrednictwem zamkniętego obiegu ciepła 1 i 2 na początek układu przepływu spalin, tj. na wymiennik 3 wstępnego schłodzenia spalin, a następnie znowu na wymiennik skraplający 7, itd., aż do nowego punktu pracy, tworząc tym samym rodzaj efektu sprzężenia zwrotnego w procesie przemian termodynamicznych całego szeregowego ciągu przepływu spalin przez wymienniki ciepła oraz gałązek bocznych obiegu ciepła, tj. sieci użytkowej 6 ciepła, upustu skroplin 8 oraz oddzielnego zamkniętego obiegu ciepła 1 i 2. Sucha metoda gwałtownego schładzania spalin (jako medium) realizowana jest przez wymiennik ciepła spaliny/woda 21 połączony z wymiennikiem 3 wstępnego schładzania spalin i równolegle przewodami 22 z siecią użytkową ciepła 6. Proste rurki tego wymiennika ciepła spaliny/woda 21, przy zachowaniu już sprawdzonych eksploatacyjnie szybkościach spalin, na odpowiednio krótkiej drodze przepływu spalin, pozwalają zmniejszyć czas schładzania medium nawet poniżej czasów uzyskiwanych w znanej, mokrej metodzie wychładzania spalin. Natomiast przestrzenie znajdujące się ponad, względnie pod wiązką rurek wymiennika ciepła spalmy/woda 21, jeżeli nawet są konwekcyjne - to znajdują się poza strefą temperatur groźną z punktu widzenia resyntezy dioksyn i furanów, zapewniając całemu układowi bezpieczeństwo przed skażeniem spalin tymi toksynami. Ciepło uzyskiwane w wymienniku ciepła spaliny/woda 21 jest spożytkowane przez sieć użytkowa ciepła 6, której obecność pozwala realizować równocześnie dwa aspekty techniczne: bezpieczeństwo w postaci przeciwdziałania toksycznym skażeniom spalin z niedopuszczeniem do ucieczki ciepła do atmosfery, czyli do ocieplenia klimatu.

Claims (1)

1. Układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin, składający się z trzech wymienników ciepła połączonych szeregowo, zawierający wymiennik 3 wstępnego schładzania spalin umieszczony na początku układu i podsuszający wymiennik znajdujący się na końcu układu są połączone zamkniętym obiegiem wymiany ciepła 1 i 2, natomiast wymiennik 7 skraplający z upustem skroplin 8 ma oddzielny obieg ciepła połączony równolegle z siecią użytkową ciepła 6 według patentu nr 193 994, znamienny tym, że przed wymiennikiem 3 wstępnego schładzania spalin, posiada połączony szeregowo wymiennik ciepła spaliny/woda 21, który połączony jest równolegle przewodami 22 z siecią użytkową ciepła 6.