PL214941B3 - Układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin podawanych jako mokre i wilgotne o temperaturze mniejszej niż 250°C (bez zawartości dioksyn i furanów, ale też i nie podatnych na ich resyntezę) w połączeniu z zamkniętymi obiegami po stronie wymiany i odbioru ciepła z płuczką spalin, która funkcjonując poniżej punktu rosy - czyli w zupełnie nowej technologii - potrafi oczyścić te spaliny do niespotykanego dotąd w technice poziomu czystości, a cały układ do takiegoż odzysku energii.

Układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin według patentu głównego nr 193994, 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 5 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 zawartych w tych skroplinach agresywnych dla otoczenia składników 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 dogłębnie doczyszczone, odwodnione i podsuszone.

Celem wynalazku jest udoskonalenie układu do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin według patentu głównego nr 193994 tak, by w ciągu przepływu spalin od spalarni odpadków, osadów po oczyszczalniach ścieków, itp. odpadów komunalnych wyeliminowane zostały warunki dogodne dla przedostawania się resztek zanieczyszczeń (które mogą się jeszcze w nich znajdować) w wyniku procesu samooczyszczenia spalin zachodzącego samoistnie przez narastanie rosy w wymienniku skraplającym 7, oraz wzrastających właściwościach chłonnych tej rosy w miarę obniżania się jej temperatury. Resztę operacji dogłębnego doczyszczania spalin poniżej punktu rosy dopełnia płuczka spalin 31. Układ według wynalazku gwarantuje zatem także wychładzanie 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: wymiennika ciepła 3 wstępnego schładzania spalin, umieszczonego na początku układu, wymiennika ciepła 4 podsuszającego, znajdującego się na końcu układu, które to wymienniki 3 i 4 połączone są zamkniętym obiegiem wymiany ciepła 1 i 2, oraz wymiennika ciepła 7 skraplającego, z upustem skroplin 8, który to wymiennik ciepła 7 posiada oddzielny obieg ciepła, połączony równolegle z siecią użytkową ciepła 6, wg patentu nr PL 193994, charakteryzuje się tym, że w układzie zainstalowano dodatkowo pomiędzy wymiennikiem ciepła 7 skraplającym, a wymiennikiem ciepła 4 podsuszającym, płuczkę 31 spalin.

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 wg patentu 193994 ma wlot strumienia wilgotnych, gorących spalin do kanału dolotowego 9, doprowadzającego te spaliny 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.

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

PL 214 941 B3 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.

Tu z kolei, zgodnie z duchem i treścią wynalazku występuje dalsza, szczególnie ważna i skuteczna dla gospodarki właściwość, a mianowicie wielokrotnie wyższa czystość i głębsze użytkowe wyczerpanie energetyczne spalin - to skutek innowacyjnego powołania technologii do działania także/zwłaszcza w głąb poniżej temperatury rosy.

We wszystkich tych aspektach łącznie stanowi innowacyjną technologię wybitnie przewyższającą znane już technologie oczyszczania spalin w spalarniach mokrych czy stałych odpadów komunalnych, ale także (a może i zwłaszcza) w systemach spalania odpadów naturalnych jak trocin tarcicznych, słom, odpadów ziarna czy odpadów nasiennictwa itp., gdzie wprawdzie z natury rzeczy nie istnieje np. zagrożenie skażeniowe środowiska od dioksyn i furanów, ale i tu ono nie istnieje z natury funkcjonowania technologii innowacyjnej; w tejże innowacyjnej dominujący jest aspekt oszczędnościowo-klimatyczny oraz głębokiego oczyszczania spalin, podczas gdy tam nie występuje żaden z nich i takie zanieczyszczenia jak związki siarki czy azotu itp. tam stanowią często rozległą i nie dość skuteczną odrębną instalację czyszczącą, zwykle kosztowną. To właściwość wyłącznie innowacyjnej technologii głębokiego samooczyszczania i ostatecznego doczyszczenia spalin, który układ realizuje w oparciu o płuczkę spalin 31 włączoną za wymiennikiem ciepła spaliny/woda skraplającym 7, a wymiennikiem końcowego podgrzewu spalin 4. To właśnie ta właściwość technologii innowacyjnej, która nie tylko czyści spaliny, ale równocześnie pozwala odzyskać całe ich ciepło (łącznie z ciepłem parowania wody nie odzyskiwanym dotąd na skalę przemysłową) ustanawia nową technologię jako metodę tak głębokiego termoprzekształcenia odpadów komunalnych w paliwo odnawialne, by stało się ono odnawialnym najwyższej czystości ekologicznej (wyższej nawet niż paliwa pozyskiwane np. przez uprawy agrotechniczne).

Innymi słowy oznacza to przekształcenie widma globalnej klęski ekologicznej w bieżąco spożytkowywane dobrodziejstwo ludzkości w postaci niespotykanej dotychczas na skalę przemysłową doskonałej ekologicznie czystości spalin oraz zatrzymania wytracania do środowiska ciepła parowania - odtąd już użytecznego i z pełnym efektem opłacalności ekonomicznej - znakomitego ograniczenia zużycia paliw wydobywczych oraz całej reszty aspektów ochrony energoklimatycznej Globu.

Claims (1)

1. Układ do oczyszczania, odwadniania z odzyskiem ciepła i podsuszania spalin, składający się z trzech wymienników ciepła połączonych szeregowo: wymiennika ciepła 3 wstępnego schładzania spalin, umieszczonego na początku układu, wymiennika ciepła 4 podsuszającego, znajdującego się na końcu układu, które to wymienniki 3 i 4 połączone są zamkniętym obiegiem wymiany ciepła 1 i 2, oraz wymiennika ciepła 7 skraplającego, z upustem skroplin 8, który to wymiennik ciepła 7 posiada oddzielny obieg ciepła, połączony równolegle z siecią użytkową ciepła 6, wg patentu nr PL 193994, znamienny tym, że w układzie zainstalowano dodatkowo pomiędzy wymiennikiem ciepła 7 skraplającym, a wymiennikiem ciepła 4 podsuszającym, płuczkę 31 spalin.