PL232866B1

PL232866B1 - Device for cleaning and recovery of heat from waste gases carried away through a chimney

Info

Publication number: PL232866B1
Application number: PL426245A
Authority: PL
Inventors: Bernard Połednik
Original assignee: Lubelska Polt; Politechnika Lubelska
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2019-08-30
Also published as: PL426245A1

Abstract

Urządzenie do oczyszczania i odzysku ciepła ze spalin odprowadzanych kominem posiadające obudowę i wentylator charakteryzuje się tym, że w zamontowanej na kominie (1) obudowie urządzenia (2) znajduje się kanał odprowadzania spalin z wentylatorem (4) oraz filtr ceramiczny piankowy (5) w kształcie walca, który zamocowany jest w ten sposób, że jego część znajduje się w kanale odprowadzania spalin, a oś obrotu połączona jest z wałem napędowym silnika (6), przy czym nad częścią filtra ceramicznego piankowego (5) znajdującą się poza kanałem odprowadzania spalin umiejscowiony jest spryskiwacz cieczy chłodzącej z detergentem, a pod nią znajduje się zbiornik cieczy, który połączony jest z wymiennikiem ciepła (9) połączonym poprzez urządzenie oczyszczające ciecz (10) ze spryskiwaczem cieczy chłodzącej z detergentem.A device for purifying and recovering heat from flue gases discharged via a chimney, having a casing and a fan, characterized by the fact that in the casing of the device (2) mounted on the chimney (1) there is a flue gas discharge duct with a fan (4) and a ceramic foam filter (5) in the shape cylinder, which is mounted in such a way that its part is located in the exhaust gas discharge channel, and the axis of rotation is connected to the engine drive shaft (6), with the part of the ceramic foam filter (5) outside the exhaust gas discharge channel detergent coolant sprayer, and underneath there is a liquid tank which is connected to a heat exchanger (9) connected via a liquid purifying device (10) to the detergent coolant sprayer.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania i odzysku ciepła ze spalin odprowadzanych kominem, zwłaszcza kominem kotłowni lub domowego pieca grzewczego.The subject of the invention is a device for purifying and recovering heat from exhaust gases discharged from a chimney, in particular from a boiler room or a domestic heating furnace.

Dotychczas znane są różnego rodzaju urządzenia do oczyszczania spalin w przewodach kominowych. W urządzeniach tych najczęściej ze spalin usuwa się cząstki aerozolowe na różnego rodzaju materiałach filtracyjnych. Wyróżniane są wówczas filtry wstępnego oczyszczania spalin, których zadaniem jest wydzielenie ze spalin grubszych cząstek aerozolowych. Wyróżniane są też filtry dokładne i końcowe do oczyszczania spalin z cząstek submikrometrowych.Various types of devices for cleaning exhaust gases in chimneys are known to date. In these devices, most often aerosol particles on various types of filtering materials are removed from the exhaust gas. Then, filters for the exhaust gas pre-treatment are distinguished, whose task is to separate coarser aerosol particles from the exhaust gas. There are also fine and final filters for cleaning exhaust gases from submicrometer particles.

W zgłoszeniu patentowym WO2009011685 (A) przedstawione jest urządzenie filtrujące, którego zadaniem jest oczyszczanie odprowadzanych kominem gazów odlotowych. Urządzenie składa się z nakładanej na komin komory z otworem wlotowym i wylotowym spalin, w której umieszczony jest wymienialny lub podlegający recyklingowi ceramiczny wkład filtracyjny.In the patent application WO2009011685 (A), a filter device is disclosed for purifying the exhaust gases discharged through a stack. The device consists of a chamber placed on the chimney with an inlet and outlet exhaust, in which there is a replaceable or recyclable ceramic filter cartridge.

Z opisu patentowego US8083574 (B1) znane jest urządzenie do oczyszczania spalin w formie nakładki na wylot rury odprowadzającej gazy odlotowe. Nakładka ta wyposażona jest w wymienialny katalityczny filtr, który oczyszcza przechodzące przez niego spaliny.From the patent specification US8083574 (B1) there is known an exhaust gas cleaning device in the form of an attachment to the outlet of the exhaust gas discharge pipe. This cap is equipped with a replaceable catalytic filter that cleans the exhaust gases passing through it.

Oprócz urządzeń filtracyjnych znane są również urządzenia do bezwładnościowego, odśrodkowego i elektrostatycznego oczyszczania spalin. Mogą to być urządzenia, w których spaliny oczyszcza się zarówno metodami suchymi jak i mokrymi. Z opisu patentowego US9084964 (B1) znane jest urządzenie do oczyszczania spalin składające się z suchego skrubera i radialnego filtra tkaninowego oraz centralnie usytuowanego osiowego wentylatora, który wymusza przepływ spalin. Z opisu wzoru użytkowego CN201200847 (Y) znane jest urządzenie, w którym realizowane jest kilkustopniowe mokre oczyszczanie spalin. Urządzenie składa się z połączonych szeregowo odpylaczy wyposażonych w zraszacze wody. Spaliny, których ruch jest wymuszany za pomocą wentylatora przechodzą kolejno przez poszczególne odpylacze i są stopniowo oczyszczane. W opisie zgłoszenia patentowego CN106871147 (A) przedstawione jest urządzenie do oczyszczania spalin odprowadzanych z kotła węglowego składające się z elementu wymuszającego ruch spalin, elementu rozpraszającego wodną mgły i elementu filtrującego. Podobne urządzenie, które można instalować na kominie odprowadzającym spaliny przedstawione jest w opisie zgłoszenia wzoru użytkowego CN206027343 (U). Gazy spalinowe w tym rozwiązaniu przechodzą przez warstwę wody i są poddawane podwójnemu oczyszczaniu na filtrach.In addition to filtration devices, devices for inertial, centrifugal and electrostatic exhaust gas cleaning are also known. These can be devices in which the flue gas is cleaned with both dry and wet methods. From the patent specification US9084964 (B1) there is known a device for exhaust gas cleaning consisting of a dry scrubber and a radial fabric filter and a centrally located axial fan which forces the exhaust gas to flow. From the description of the utility model CN201200847 (Y) a device is known in which a multi-stage wet exhaust gas purification is carried out. The device consists of series-connected dust collectors equipped with water sprinklers. The exhaust gases, whose movement is forced by the fan, pass successively through the individual dust collectors and are gradually cleaned. In the description of the patent application CN106871147 (A) there is presented a device for cleaning exhaust gases discharged from a coal boiler, consisting of an element forcing the exhaust gas, a water mist diffusing element and a filter element. A similar device that can be installed on a flue gas chimney is presented in the description of the utility model application CN206027343 (U). The exhaust gases in this solution pass through the water layer and are subjected to double purification in the filters.

Rozpowszechnionymi urządzeniami do oczyszczania spalin, w których wykorzystuje się działanie sił odśrodkowych na cząstki zanieczyszczeń są różnego rodzaju odpylacze cyklonowe. Przykładem jest urządzenie do odpylania spalin i gazów przemysłowych przedstawione w opisie patentowym PL216644 (B1).Various types of cyclone dust collectors are widely used devices for exhaust gas cleaning, which use the effect of centrifugal forces on pollutant particles. An example is the device for dedusting exhaust gases and industrial gases described in the patent description PL216644 (B1).

Elektrostatyczne oczyszczanie spalin przeprowadza się w elektrofiltrach. Przykładowe rozwiązania konstrukcji elektrofiltrów przedstawione są w opisach patentowych DE1078096 (B) i EP2451582 (B1). W opisie patentowym US6621136 (B2) przedstawiony jest elektrostatyczny odpylacz posiadający centralną wysokonapięciową elektrodę i rozmieszczony wokół niej porowaty materiał zatrzymujący naładowane cząstki aerozolowe. W zgłoszeniu patentowym US3400513 (A) zaprezentowany jest elektrostatyczny odpylacz wykonany w postaci zwężki kanałowej przypominającej strumienicę. Urządzenie opisane w zgłoszeniu patentowym US3222848 (A) posiada wymienne ramki z elektrodami osadczymi, które oczyszcza się po określonym czasie pracy urządzenia. Natomiast opis patentowy US6783575 (B2) przedstawia elektrostatyczny filtr instalowany wewnątrz kanału odprowadzającego gazy odlotowe.Electrostatic flue gas cleaning is carried out in electrostatic precipitators. Exemplary solutions for the construction of electrostatic precipitators are presented in the patents DE1078096 (B) and EP2451582 (B1). US6621136 (B2) discloses an electrostatic dust collector having a central high voltage electrode and a porous material disposed therein to trap charged aerosol particles. The patent application US3400513 (A) presents an electrostatic dust collector made in the form of a channel reducer resembling a jet pump. The device described in the patent application US3222848 (A) has interchangeable frames with collecting electrodes, which are cleaned after a certain time of device operation. On the other hand, the patent specification US6783575 (B2) shows an electrostatic filter installed inside the exhaust gas channel.

Znane są też rozwiązania wykorzystujące właściwości zjonizowanej materii. Urządzenie opisane w zgłoszeniu patentowym CN106731544 (A) zawiera komorę, przez którą przechodzą spaliny i w której przy wlocie spalin zainstalowany jest filtr tkaninowy do usuwania cząstek stałych. W środku komory znajduje się jeden lub klika reaktorów plazmowych, których zadaniem jest oczyszczanie spalin z zanieczyszczeń chemicznych a na wylocie komory zainstalowany jest co najmniej jeden wentylator. Urządzenie wyposażone w palniki gazowe, których zadaniem jest dopalanie zawartych w spalinach cząstek stałych oraz pozostałych palnych substancji przedstawione jest w zgłoszeniu wzoru użytkowego CN206073093 (U). W zgłoszeniu patentowym CN106322408 (A) opisane jest katalityczne urządzenie do spalania, które zawiera komorę spalania, wymiennik ciepła, filtr gazów spalinowych i wentylator, przy czym filtr gazów spalinowych znajduje się za wymiennikiem ciepła.There are also known solutions that use the properties of ionized matter. The device described in the patent application CN106731544 (A) comprises a chamber through which exhaust gases pass and in which a fabric filter for removing particulate matter is installed at the exhaust inlet. In the center of the chamber, there are one or several plasma reactors, whose task is to clean the exhaust gases from chemical impurities, and at least one fan is installed at the chamber outlet. The device equipped with gas burners, whose task is to burn off solid particles and other flammable substances contained in the exhaust gas, is presented in the application for utility model CN206073093 (U). Patent application CN106322408 (A) describes a catalytic combustion device which comprises a combustion chamber, a heat exchanger, an exhaust gas filter and a fan, the exhaust gas filter being downstream of the heat exchanger.

Znane są również urządzenia wykorzystujące procesy fotokatalitycznego utleniania. W opisie patentowym US7951327 (B2) przedstawiony jest moduł fotokatalitycznego usuwania zanieczyszczeń powietrza. Głównym elementem urządzenia jest filtr z tkaniną filtracyjną pokrytą TiO2 oraz aktywująca lampa UV. W zgłoszeniu patentowym US20040007453 (A1) przedstawiony jest oczyszczacz powietrzaDevices using photocatalytic oxidation processes are also known. In the patent description US7951327 (B2) a photocatalytic air pollutant removal module is presented. The main element of the device is a filter with a filter cloth coated with TiO2 and an activating UV lamp. In the patent application US20040007453 (A1) an air purifier is disclosed

PL 232 866 B1 o cylindrycznym kształcie, wewnątrz którego umieszczona jest lampa UV oświetlająca specjalnie ukształtowane włókna pokryte fotokatalityczną substancją. Urządzenie fotokatalityczne, w którym na drodze przepływu zanieczyszczonego gazu koncentrycznie rozmieszczone są elementy, których powierzchnie pokryte są materiałem fotokatalitycznym oraz źródła światła UV przedstawione jest w zgłoszeniu patentowym US20100209312 (A1).It has a cylindrical shape, inside which a UV lamp is placed, illuminating specially shaped fibers coated with a photocatalytic substance. A photocatalytic device in which elements with surfaces covered with a photocatalytic material and UV light sources are arranged concentrically along the contaminated gas flow path is presented in the patent application US20100209312 (A1).

Oczyszczanie spalin może być realizowane w urządzeniach, w których w różnorodnych kombinacjach łączone są różne metody oczyszczania. Na przykład odpylanie spalin można realizować w urządzeniach, w których na cząstki zanieczyszczeń jednocześnie działają siły bezwładności, siły odśrodkowe i siły elektrostatyczne. W rozwiązaniu przedstawionym w opisie patentowym PL194549 (B1) cząstki zanieczyszczeń wydzielane są ze spalin w urządzeniu posiadającym cylindryczną porowatą przegrodę, centralnie umieszczony dolny kanał do usuwania cząstek i górny kanał do odprowadzania oczyszczonych spalin. Z opisu patentowego PL216297 (B1) znane jest urządzenie do odśrodkowego oczyszczania spalin o konstrukcji zbliżonej do odpylacza cyklonowego. Urządzenie posiada elektrodę generującą wyładowania koronowe oraz koncentrycznie rozmieszczone pionowe żaluzje spełniające funkcję elektrod rozładowczych.Exhaust gas treatment can be performed in devices in which various cleaning methods are combined in various combinations. For example, exhaust gas dedusting can be carried out in devices where inertial forces, centrifugal forces and electrostatic forces act simultaneously on the dirt particles. In the solution disclosed in the patent description PL194549 (B1), the pollutant particles are separated from the exhaust gas in a device having a cylindrical porous partition, a centrally located lower particle removal channel and an upper channel for discharging purified exhaust gas. From the patent description PL216297 (B1) there is known a device for centrifugal purification of exhaust gases with a structure similar to a cyclone separator. The device has an electrode generating corona discharges and concentrically arranged vertical louvers acting as discharge electrodes.

Znane są różnego rodzaju urządzenia do odzyskiwania ciepła ze spalin odprowadzanych przewodem kominowym. Z opisu zgłoszenia patentowego WO9701072 (A1) znany jest wymiennik ciepła, który montowany jest na przewodzie odprowadzającym spaliny z komory spalania. Czynnik odbierający ciepło ze spalin jest cyrkulacyjnie doprowadzany do przegrody, przez którą przechodzą spaliny. W opisie patentowym PL195174 (B1) przedstawiony jest wymiennik ciepła, który w zewnętrznej warstwie ma spiralnie zamontowane rurki, którymi przepływa czynnik odbierający ciepło ze spalin. Urządzenie do odzyskiwania ciepła, które może być montowane w dwukanałowych przewodach kominowych przedstawione jest w opisie patentowym PL200318 (B1). Wewnętrznym kanałem odprowadzane są spaliny natomiast zewnętrznym kanałem przepływa czynnik odbierający ciepło ze spalin. W zgłoszeniu patentowym CN106322408 (A) opisane jest katalityczne urządzenie do spalania, które zawiera komorę spalania, wymiennik ciepła, filtr gazów spalinowych i wentylator, przy czym filtr gazów spalinowych znajduje się za wymiennikiem ciepła.Various types of devices for recovering heat from the flue gas discharged through a chimney are known. From the patent application WO9701072 (A1) a heat exchanger is known, which is mounted on a conduit discharging exhaust gases from the combustion chamber. The factor collecting heat from the exhaust gas is circulated to the partition through which the exhaust gases pass. In the patent description PL195174 (B1) a heat exchanger is presented, which in the outer layer has helically mounted pipes through which the medium that receives heat from the flue gas flows. A heat recovery device that can be mounted in two-channel chimneys is described in the patent description PL200318 (B1). The internal channel discharges the exhaust gases, while the external channel flows the medium that receives heat from the exhaust gases. Patent application CN106322408 (A) describes a catalytic combustion device which comprises a combustion chamber, a heat exchanger, an exhaust gas filter and a fan, the exhaust gas filter being downstream of the heat exchanger.

Celem wynalazku jest oczyszczanie i odzysk ciepła ze spalin odprowadzanych kominem, zwłaszcza kominem kotłowni lub domowego pieca grzewczego.The object of the invention is to purify and recover heat from the exhaust gases discharged through a chimney, especially a boiler room or a domestic heating furnace.

Istotą urządzenia do oczyszczanie i odzysku ciepła ze spalin odprowadzanych kominem posiadającego obudowę i wentylator, według wynalazku, jest to, że w zamontowanej na kominie obudowie urządzenia znajduje się kanał odprowadzania spalin z wentylatorem oraz filtr ceramiczny piankowy w kształcie walca, który zamocowany jest w ten sposób, że jego część znajduje się w kanale odprowadzania spalin, a oś obrotu połączona jest z wałem napędowym silnika. Nad częścią filtra ceramicznego piankowego znajdującą się poza kanałem odprowadzania spalin umiejscowiony jest spryskiwacz cieczy chłodzącej z detergentem, a pod nią znajduje się zbiornik cieczy, który połączony jest z wymiennikiem ciepła połączonym poprzez urządzenie oczyszczające ciecz ze spryskiwaczem cieczy chłodzącej z detergentem. Korzystnie powierzchnie filtra ceramicznego piankowego pokryte są substancją katalityczną. Na wlocie spalin do urządzenia znajdują się pierwsze czujniki temperatury i ciśnienia spalin oraz pierwsze czujniki stężenia cząstek aerozolowych i zanieczyszczeń chemicznych. W kanale odprowadzania spalin przed wentylatorem znajdują się drugie czujniki temperatury i ciśnienia spalin oraz drugie czujniki stężenia cząstek aerozolowych i zanieczyszczeń chemicznych. Czujniki temperatury i ciśnienia spalin oraz czujniki stężenia cząstek aerozolowych i zanieczyszczeń chemicznych połączone są z modułem sterowania, który połączony jest z wentylatorem lub z silnikiem. Korzystnie wentylator, moduł sterowania i silnik połączone są z przetwornicą napięcia, która połączona jest z modułem zasilania. Korzystnie jest, gdy moduł zasilania połączony jest z panelem fotowoltaicznym, który zamocowany jest do komina lub do obudowy urządzenia poprzez mechanizm sterujący jego położeniem.The essence of the device for purifying and recovering heat from exhaust gases discharged from a chimney having a casing and a fan, according to the invention, is that in the casing mounted on the chimney there is an exhaust duct with a fan and a cylindrical foam ceramic filter, which is mounted in this way that part of it is in the exhaust gas duct and the axis of rotation is connected to the drive shaft of the engine. Above the part of the ceramic foam filter located outside the exhaust gas conduit, there is a spray for the cooling liquid with detergent, and under it there is a liquid tank, which is connected to a heat exchanger connected through a liquid cleaning device with a spray for cooling liquid with detergent. Preferably, the surfaces of the ceramic foam filter are coated with a catalytic substance. At the exhaust gas inlet to the device, there are the first exhaust gas temperature and pressure sensors and the first sensors for the concentration of aerosol particles and chemical pollutants. There are second sensors for exhaust gas temperature and pressure as well as second sensors for the concentration of aerosol particles and chemical pollutants in the exhaust gas duct before the fan. The exhaust gas temperature and pressure sensors as well as the concentration sensors for aerosol particles and chemical pollutants are connected to the control module, which is connected to the fan or the engine. Preferably, the fan, the control module and the motor are connected to a voltage converter which is connected to the power module. Preferably, the power module is connected to the photovoltaic panel which is fixed to the chimney or to the housing of the device through a mechanism controlling its position.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że przy niskich kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych ze spalin odprowadzanych kominem usuwane są szkodliwe zanieczyszczenia oraz odzyskiwane jest ciepło. Niezależnie od jakości spalanego paliwa i efektywności procesu spalania, którą można polepszać wykorzystując odzyskiwane ciepło jakość emitowanych spalin jest akceptowalna. Oczyszczanie spalin związanych z tzw. niską emisją pochodzącą z kominów lokalnych kotłowni i domowych pieców grzewczych istotnie ogranicza możliwość powstawania smogu. Odzyskiwane ciepło ze spalin, które może być wykorzystywane w instalacji grzewczej zwiększa efektywność energetyczną budynku.The advantageous effect of the application of the invention is that harmful pollutants are removed from the flue gases discharged through the chimney at low investment and operating costs and heat is recovered. Regardless of the quality of the fuel to be burned and the efficiency of the combustion process, which can be improved using the recovered heat, the quality of the exhaust fumes is acceptable. Treatment of exhaust gases related to the so-called low emissions from the chimneys of local boiler houses and domestic heating stoves significantly reduces the possibility of smog formation. The recovered heat from the flue gases, which can be used in the heating system, increases the energy efficiency of the building.

PL 232 866 B1PL 232 866 B1

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie złożone z wyrwaniem w widoku perspektywicznym, fig. 2 - przekrój poprzeczny urządzenia, fig. 3 - widok urządzenia z góry.The invention has been illustrated by an embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the broken-out device in perspective view, fig. 2 - device cross-section, fig. 3 - top view of the device.

Urządzenia do oczyszczania i odzysku ciepła ze spalin przedstawione w przykładzie wykonania na rysunku zamontowane zostało na kominie 1, którego prostokątny przekrój miał wymiary 0,20 x 0,27 m. W obudowie urządzenia 2 znajdował się kanał odprowadzania spalin 3 z wentylatorem 4 oraz filtr ceramiczny piankowy 5 w kształcie walca. Zastosowano wentylator firmy Systemair ZRS 180 ze stali nierdzewnej o maksymalnym wydatku 518 m³/h. Filtr ceramiczny piankowy 5 firmy Drache o porowatości 30 ppi umiejscowiony był w ten sposób, że jego część znajdowała się w kanale odprowadzania spalin 3, a oś obrotu była równoległa do osi komina 1 i połączona była z wałem napędowym elektrycznego silnika 6. Powierzchnie tego filtra pokryte były substancją fotokatalityczną na bazie dwutlenku tytanu (TiO2) firmy Nanopac. Zastosowano silnik szczotkowy DC 24V 500W 1020 MAGMA z przekładnią zębatą. Nad częścią filtra ceramicznego piankowego 5 znajdującą się poza kanałem odprowadzania spalin 3 zainstalowany był spryskiwacz cieczy chłodzącej z detergentem 7, a pod nią był zbiornik na ciecz 8. Cieczą chłodzącą była woda z preparatem TENZI Gran Smog. Zbiornik na ciecz 8 połączony był z wymiennikiem ciepła 9, którym był pojemnościowy wymiennik typu WP 6/6 firmy PROFIL. Wymiennik ten połączony był poprzez urządzenie oczyszczające ciecz 10 ze spryskiwaczem cieczy chłodzącej z detergentem 7. W urządzeniu oczyszczającym ciecz 10 zastosowana była włóknina szklana, na której sorbowane były zanieczyszczenia cieczy chłodzącej. Na wlocie spalin do urządzenia znajdowały się pierwsze czujniki temperatury i ciśnienia spalin 11a oraz pierwsze czujniki stężenia cząstek i zanieczyszczeń chemicznych 12a, zaś pomiędzy filtrem ceramicznym piankowym 5 a wentylatorem 4 znajdowały się drugie czujniki temperatury i ciśnienia spalin 11b oraz drugie czujniki stężenia cząstek i zanieczyszczeń chemicznych 12b. Czujnikami temperatury i ciśnienia spalin 11a i 11b były odpowiednio czujniki rezystancyjne Pt1000 i sondy stalowe połączone z przetwornikiem różnicowym ciśnienia DE28. Czujnikami stężenia cząstek i zanieczyszczeń chemicznych 12a i 1 2b były sondy analizatora spalin testo 380. Czujniki temperatury i ciśnienia spalin 11a, 11b oraz czujniki stężenia cząstek i zanieczyszczeń chemicznych 12a, 12b połączone były z modułem sterowania 13 w postaci regulatora DP1S, który z kolei połączony był z wentylatorem 4. Moduł zasilania 15 w postaci akumulatora i inwertera firmy SMA Sunny Island połączony był z panelem fotowoltaicznym 16 zamocowanym do obudowy urządzenia 2. Położenie panelu fotowoltaicznego 16 względem słońca ustawiane było za pomocą mechanizmu sterującego jego położeniem 17 składającego się z dwóch siłowników. Przetwornica napięcia 14, którą był transformator firmy TELTO połączona była z modułem zasilania 15. W przetwornicy napięcia 14 wytwarzane było stałe napięcie 24 V, którym zasilany był silnik 6 oraz przetwornik różnicowy ciśnienia DE28. Z przetwornicy napięcia 14 dostarczane było również napięcie 230 V, którym zasilany był wentylator 4 i moduł sterowania 13.The devices for purifying and recovering heat from the flue gas presented in the example in the drawing were mounted on the chimney 1, the rectangular cross-section of which had dimensions of 0.20 x 0.27 m. The housing of the device 2 contained a flue gas discharge duct 3 with a fan 4 and a ceramic filter cylinder-shaped foam 5. A ventilator Systemair ZRS 180 stainless steel with a maximum flow rate 518 m ³ / h. The Drache foam ceramic filter 5 with a porosity of 30 ppi was located in such a way that its part was in the exhaust gas channel 3, and the axis of rotation was parallel to the axis of the chimney 1 and was connected with the drive shaft of the electric motor 6. The surfaces of this filter were covered with were a photocatalytic substance based on titanium dioxide (TiO2) from Nanopac. DC 24V 500W 1020 MAGMA brush motor with toothed gear was used. Above the part of the ceramic foam filter 5 located outside the exhaust gas conduit 3, a spray for cooling liquid with detergent 7 was installed, and below it was a liquid tank 8. The cooling liquid was water with TENZI Gran Smog preparation. The liquid tank 8 was connected to a heat exchanger 9, which was a WP 6/6 capacitive exchanger by PROFIL. The exchanger was connected through the liquid purifying device 10 with a cooling liquid-detergent spray 7. In the liquid purifying device 10, a glass non-woven fabric was used, on which impurities of the cooling liquid were sorbed. At the exhaust gas inlet to the device, there were the first exhaust gas temperature and pressure sensors 11a and the first sensors for the concentration of particles and chemical pollutants 12a, and between the ceramic foam filter 5 and the fan 4 there were second exhaust gas temperature and pressure sensors 11b and second sensors for the concentration of particles and chemical pollutants. 12b. The exhaust gas temperature and pressure sensors 11a and 11b were Pt1000 resistance sensors and steel probes, respectively, connected to a DE28 differential pressure transducer. The sensors for the concentration of particles and chemical pollutants 12a and 1 2b were the probes of the exhaust gas analyzer testo 380. The exhaust gas temperature and pressure sensors 11a, 11b and the sensors for the concentration of particles and chemical pollutants 12a, 12b were connected to the control module 13 in the form of the DP1S controller, which in turn was connected to it was with a fan 4. The power module 15 in the form of a battery and inverter from SMA Sunny Island was connected to a photovoltaic panel 16 attached to the housing of the device 2. The position of the photovoltaic panel 16 in relation to the sun was set by means of a mechanism controlling its position 17 consisting of two actuators. The voltage converter 14, which was a TELTO transformer, was connected to the supply module 15. In the voltage converter 14, a constant voltage of 24 V was produced, which powered the motor 6 and the differential pressure converter DE28. A voltage of 230 V was also supplied from the voltage converter 14, which powered the fan 4 and the control module 13.

Oczyszczanie i odzysk ciepła ze spalin z kotłowni, w której spalano węgiel i inne paliwa stałe przeprowadzono z zastosowaniem urządzenia przedstawionego w przykładzie wykonania. Oczyszczanie i odzysk ciepła ze spalin polegał na tym, że spaliny odprowadzane kominem 1 były kierowane na znajdujący się w kanale odprowadzania spalin 3 filtr ceramiczny piankowy 5. Ze spalin usuwano z 90% skutecznością cząstki aerozolowe zawierające wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne i metale ciężkie, a następnie odprowadzano oczyszczone spaliny do powietrza zewnętrznego. Podczas rozpalania w kotle moduł sterowania 13 ustawiał wentylator 4 na optymalne obroty. Ułatwiało to rozpalenie kotła i przeciwdziałało zadymianiu pomieszczenia kotłowni. Po rozpaleniu kotła informację o tym fakcie czujniki temperatury i ciśnienia spalin 11a i 11b przekazały do modułu sterowania 13, który przeszedł na tryb sterowania prędkością obrotową wentylatora 4 utrzymujący w kanale kominowym wymaganą wartość podciśnienia w zakresie od 10 do 25 Pa. W czasie ustalonego palenia w kotle stabilizowana była wartość podciśnienia ciągu kominowego. Wzrost oporów przepływu spalin na skutek gromadzenia się usuwanych z nich zanieczyszczeń na filtrze ceramicznym piankowym 5 zwiększał różnicę ciśnienia spalin na wlocie i wylocie z urządzenia. Na podstawie sygnałów z czujników temperatury i ciśnienia spalin 11a i 11b moduł sterowania 13 zwiększał odpowiednio prędkość obrotową wentylatora 4. Po przekroczeniu zadanej maksymalnej prędkości obrotowej wentylatora 4 moduł sterowania 13 wysyłał sygnał do silnika 6, który obracał filtr ceramiczny piankowy 5 w ten sposób, że do kanału odprowadzania spalin wprowadzana była jeszcze nie używana jego część. Oczyszczanie spalin prowadzono do momentu „zatkania się” tejPurification and heat recovery from the flue gases from the boiler room, where coal and other solid fuels were burned, was carried out with the use of the device presented in the embodiment. The purification and heat recovery of the flue gas consisted in the fact that the flue gas discharged through the chimney 1 was directed to the foam ceramic filter 5 located in the flue gas discharge channel 3. Aerosol particles containing polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals were removed from the flue gas with 90% efficiency, and then discharged cleaned flue gas to the outside air. When firing up the boiler, the control module 13 set the fan 4 to the optimum speed. This made it easier to ignite the boiler and prevented the boiler room from becoming cloudy. After firing up the boiler, the information about this fact was transmitted by the flue gas temperature and pressure sensors 11a and 11b to the control module 13, which switched to the fan speed 4 control mode, maintaining the required negative pressure in the chimney duct in the range from 10 to 25 Pa. During the steady combustion in the boiler, the value of the negative pressure of the chimney draft was stabilized. The increase in the flue gas flow resistance due to the accumulation of contaminants removed therefrom on the foam ceramic filter 5 increased the flue gas pressure difference at the inlet and outlet of the device. Based on the signals from the exhaust gas temperature and pressure sensors 11a and 11b, the control module 13 increased the fan speed 4, respectively. After exceeding the preset maximum fan speed 4, the control module 13 sent a signal to the engine 6, which rotated the ceramic foam filter 5 in such a way that an unused part of it was fed into the flue gas exhaust duct. The exhaust gas purification was carried out until this was "clogged up"

PL 232 866 B1 części filtra sygnalizowanego przez przekroczenie zadanej maksymalnej prędkości obrotowe j wentylatora 4. W międzyczasie używana już i „zatkana” część filtra ceramicznego piankowego 5 była oczyszczana z zaadsorbowanych zanieczyszczeń. Wykorzystywany był do tego celu spryskiwacz cieczy chłodzącej z detergentem 6a. Użyta zanieczyszczona ciecz o podwyższonej temperaturze na skutek kontaktu filtra ceramicznego piankowego 5 z gorącymi spalinami kierowana była poprzez zbiornik cieczy 8 do wymiennika ciepła 9, w którym odzyskiwano z niej ciepło. Schłodzoną zanieczyszczoną ciecz kierowano następnie do urządzenia oczyszczającego ciecz 10, po czym oczyszczoną ciecz, po uzupełnieniu strat, doprowadzano do spryskiwacza cieczy chłodzącej z detergentem 7. Wygaśnięcie kotła wykrywane było przez czujniki temperatury i ciśnienia spalin 11a i 11b. Moduł sterowania 13 wyłączał wówczas wentylator 4 oraz zatrzymywał działanie instalacji obiegu cieczy chłodzącej z detergentem. Filtr ceramiczny piankowy 5 przechodził gruntowną regenerację po zakończeniu okresu grzewczego.In the meantime, the already used and "clogged" part of the ceramic foam filter 5 was cleaned of adsorbed impurities. A coolant spray with detergent 6a was used for this purpose. The used contaminated liquid with increased temperature, due to the contact of the ceramic foam filter 5 with the hot exhaust gas, was directed through the liquid container 8 to the heat exchanger 9, where heat was recovered from it. The cooled contaminated liquid was then directed to the liquid cleaning device 10, then the purified liquid, after making up for losses, was fed to the spray of cooling liquid with detergent 7. The burnout of the boiler was detected by exhaust gas temperature and pressure sensors 11a and 11b. The control module 13 then turned off the fan 4 and stopped the operation of the cooling liquid circulation system with detergent. The ceramic foam filter 5 underwent a thorough regeneration after the end of the heating period.

Wykaz oznaczeńList of designations

- komin- chimney

- obudowa urządzenia- device case

- kanał odprowadzania spalin- flue gas discharge channel

- wentylator- fan

- filtr ceramiczny piankowy- foam ceramic filter

- silnik- engine

- spryskiwacz cieczy chłodzącej z detergentem- coolant spray with detergent

- zbiornik cieczy- liquid reservoir

- wymiennik ciepła- heat exchanger

- urządzenie oczyszczające ciecz- liquid cleaning device

11a, 11b - czujnik temperatury i ciśnienia spalin11a, 11b - exhaust gas temperature and pressure sensor

12a, 12b - czujnik stężenia cząstek aerozolowych i zanieczyszczeń chemicznych12a, 12b - concentration sensor for aerosol particles and chemical pollutants

- moduł sterowania- control module

- przetwornica napięcia- voltage converter

- moduł zasilania- power module

- panel fotowoltaiczny- photovoltaic panel

- mechanizm sterujący- steering mechanism

Claims

Patent claims

1. A device for cleaning and recovering heat from exhaust gases discharged from a chimney, having a housing and a fan, characterized in that in the device housing (2) mounted on the chimney (1) there is a flue gas discharge duct (3) with a fan (4) and a foam ceramic filter ( 5) in the shape of a cylinder, which is mounted in such a way that its part is in the exhaust gas duct (3), and the axis of rotation is connected to the drive shaft of the engine (6), with a part of the ceramic foam filter (5) located above outside the flue gas discharge duct (3) there is a spray for the cooling liquid with detergent (7), and underneath it is a liquid tank (8), which is connected to a heat exchanger (9) connected by a liquid purifying device (10) with a liquid sprayer coolant with detergent (7).

2. The device according to claim The method of claim 1, characterized in that the surfaces of the foam ceramic filter (5) are coated with a catalytic substance.

3. The device according to claim The device according to claim 1, characterized in that at the exhaust gas inlet to the device there are first exhaust gas temperature and pressure sensors (11a) and first sensors for the concentration of aerosol particles and chemical pollutants (12a), and in the exhaust gas duct (3) upstream of the fan (4) second exhaust gas temperature and pressure sensors (11b) and second sensors for the concentration of aerosol particles and chemical pollutants (12b), while the exhaust temperature and pressure sensors (11a, 11b) and the concentration sensors of aerosol particles and chemical pollutants (12a, 12b) are connected with the control module (13), which is connected to the fan (4) or to the motor (6).

PL 232 866 Β1

4. The device according to claim The device of claim 3, characterized in that the fan (4), the control module (13) and the motor (6) are connected to a voltage converter (14) which is connected to the power module (15).

5. The device according to claim 1 4. The device as claimed in claim 4, characterized in that the power module (15) is connected to a photovoltaic panel (16) which is fixed to the chimney (1) or to the housing of the device (2) through a mechanism controlling its position (17).