RU2099634C1

RU2099634C1 - Thermoelectric generator

Info

Publication number: RU2099634C1
Authority: RU
Original assignee: Прохоров Валерий Алексеевич; Арянин Александр Георгиевич; Панченко Валерий Иванович; Лобанов Владимир Николаевич
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1997-12-20

Abstract

FIELD: thermal engineering. SUBSTANCE: thermoelectric generator case incorporates furnace chamber 2 with gas burners which are fired with the result that waterwalls 3 carrying coolant are heated. Exit gases go through gas duct 4 and stack-gas cleaning device 6 provided with catalyst to intertube space of economizer 5. Catalyst is made of mullite-silica fibrous material impregnated with ammonium metavanadate. Catalyst layer is heated by stack gases to 400-500 C and filtering gases are cleaned of carbon oxide and nitrogen oxides. EFFECT: provision for cleaning stack gases in the course of operation of thermoelectric generator. 1 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции теплогенераторов и может быть использовано в теплоэнергетической промышленности. The invention relates to the construction of heat generators and can be used in the heat industry.

Известен теплогенератор с каталитической обработкой дымовых газов, содержащий топочную камеру, газогорелочное устройство, газоходный канал с экономайзером и встроенное в газоходный канал после экономайзера устройство для каталитической очистки дымовых газов [1]
Недостатком известного теплогенератора является то, что для его работы с использованием каталитической очистки вредных веществ необходима дополнительная установка системы принудительной циркуляции газов.Known heat generator with a catalytic treatment of flue gases, containing a combustion chamber, a gas burner device, a flue channel with an economizer and a device for catalytic treatment of flue gases built into the flue channel after an economizer [1]
A disadvantage of the known heat generator is that for its operation using catalytic purification of harmful substances, an additional installation of a forced gas circulation system is required.

Известен также теплогенератор, наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому, содержащий топочную камеру с газовыми горелками, сообщенную с газоходным каналом, внутри которого размещены экономайзер и устройство очистки дымовых газов с катализатором [2]
Недостатком известного теплогенератора является то, что для снижения токсичности дымовых газов используемый катализатор, размещенный в устройстве для очистки дымовых газов, требует строгого соблюдения температурного режима, что вызывает необходимость установки или дополнительной топки нагревания дымовых газов, или отдельного источника низкотемпературного газа. Кроме того, при использовании для очистки различных восстановителей необходимо применять разные катализаторы.Also known is a heat generator that is closest in technical essence to the proposed one, containing a combustion chamber with gas burners in communication with a gas duct, inside of which there is an economizer and a flue gas purification device with a catalyst [2]
A disadvantage of the known heat generator is that in order to reduce the toxicity of flue gases, the used catalyst placed in a flue gas treatment device requires strict observance of the temperature regime, which necessitates the installation of either an additional heating furnace for flue gas heating, or a separate source of low-temperature gas. In addition, when using different reducing agents for cleaning, it is necessary to use different catalysts.

Предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение эффективности очистки дымовых газов и экономию энергозатрат. The present invention is aimed at simplifying the design, increasing the efficiency of flue gas cleaning and saving energy costs.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном теплогенераторе, содержащим устройство очистки дымовых газов с катализатором, устройство очистки установлено перед экономайзером по ходу газов, а катализатор выполнен из муллитокремнеземистого волокнистого материала, пропитанного метаванадатом аммония. The essence of the invention lies in the fact that in a known heat generator containing a flue gas purification device with a catalyst, the purification device is installed in front of the economizer along the gases, and the catalyst is made of mullite-siliceous fibrous material impregnated with ammonium metavanadate.

Использование газоочистных устройств для размещения в теплогенераторах требует применения громоздких конструкций с обеспечением принудительной циркуляции воздуха для снижения температуры отходящих газов до 360-270^oC, что вызвано низкой термоустойчивостью катализаторов.The use of gas cleaning devices for placement in heat generators requires the use of bulky structures with forced air circulation to reduce the temperature of the exhaust gases to 360-270 ^o C, which is caused by low thermal stability of the catalysts.

Применение термостойкого катализатора позволяет размещать устройство очистки дымовых газов в высокотемпературной зоне газоходного канала и не требует специальной установки устройств контроля и обеспечения температурного режима в слое катализатора. The use of a heat-resistant catalyst allows you to place the flue gas purification device in the high-temperature zone of the gas duct and does not require special installation of control devices and ensuring the temperature regime in the catalyst layer.

Использование в качестве катализатора термостойкого муллитокремнеземистого волокнистого материала, пропитанного метаванадатом аммония, позволяет за счет подпора теплового потока теплоизоляционным материалом (муллитом). Содержащийся в слое катализатора метаванадат аммония повышает эффективность реакции восстановления окислов азота. The use of a heat-resistant mullite-siliceous fibrous material as a catalyst impregnated with ammonium metavanadate allows, due to the back-up of the heat flux, with a heat-insulating material (mullite). Ammonium metavanadate contained in the catalyst bed increases the efficiency of the reduction reaction of nitrogen oxides.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показал, что заявляемый теплогенератор отличается тем, что устройство очистки дымовых газов с катализатором установлено перед экономайзером по ходу газов. A comparative analysis of the invention with the prototype showed that the inventive heat generator is characterized in that the flue gas purification device with the catalyst is installed in front of the economizer along the gas paths.

Другим отличием является то, что катализатор выполнен из муллитокремнеземистого волокнистого материала, пропитанного метаванадатом аммония. Another difference is that the catalyst is made of mullite-siliceous fibrous material impregnated with ammonium metavanadate.

На чертеже представлен вертикальный разрез теплогенератора. The drawing shows a vertical section of a heat generator.

Теплогенератор имеет корпус 1, футерованный кирпичом, топочную камеру 2с газовыми горелками, экраны 3, газоходный канал 4, экономайзер 5, расположенный внизу газоходного канала, устройство очистки дымовых газов 6 с катализатором и линии ввода 7 и вывода 8 теплоносителя. The heat generator has a brick lined housing 1, a combustion chamber 2 with gas burners, screens 3, a gas duct 4, an economizer 5 located at the bottom of the gas duct, a flue gas purification device 6 with a catalyst, and a coolant inlet line 7 and outlet 8.

Теплогенератор работает следующим образом. The heat generator operates as follows.

В топочной камере 2 теплогенератора 1 поджигают горелки, размещенные на стенках топочной камеры 2 экраны 3 разогреваются. Теплоноситель прокачивается по трубам экранов, предварительно подогревается в экономайзере 5 за счет тепла отходящих газов, которые через газоходный канал 4 и устройство для очистки дымовых газов 6 с катализатором попадают в межтрубное пространство экономайзера 5. Слой катализатора нагревается теплом дымовых газов до температуры 400-500^oC и фильтрующиеся через нее газы очищаются от оксида углерода и окислов азота со степенью очистки 95-100% и 90-95% соответственно. Очищенные дымовые газы после экономайзера выбрасываются в атмосферу.In the combustion chamber 2 of the heat generator 1, burners are ignited, the screens 3 are heated on the walls of the combustion chamber 2. The coolant is pumped through the tubes of the screens, preheated in the economizer 5 due to the heat of the exhaust gases, which pass through the gas duct 4 and the flue gas cleaning device 6 with the catalyst into the annulus of the economizer 5. The catalyst layer is heated by the heat of the flue gases to a temperature of 400-500 ^o C and the gases filtered through it are purified from carbon monoxide and nitrogen oxides with a degree of purification of 95-100% and 90-95%, respectively. Purified flue gases after the economizer are emitted into the atmosphere.

Теплоизоляционные свойства муллитокремнеземистого волокнистого материала в устройстве очистки дымовых газов обеспечивают выравнивание температуры по высоте топочной камеры, что позволяет значительно снизить расход теплоносителя. The heat-insulating properties of mullite-siliceous fibrous material in the flue gas treatment device provide equalization of temperature along the height of the combustion chamber, which can significantly reduce the coolant consumption.

Предлагаемое изобретение позволяет на 10% снизить расход топлива, идущего на очистку дымовых газов, получить практически чистые дымовые газы, не загрязняющие атмосферу. The present invention allows to reduce fuel consumption for flue gas cleaning by 10%, to obtain practically pure flue gases that do not pollute the atmosphere.

Claims

A heat generator comprising a combustion chamber with gas burners in communication with a gas duct in which an economizer and a flue gas purification device with a catalyst are located, characterized in that the flue gas purification device with a catalyst is installed upstream of the economizer and the catalyst is made of mullite-siliceous fibrous material impregnated with ammonium metavanadate.