RU2162584C2

RU2162584C2 - Air preheater for flue gas heat recovery

Info

Publication number: RU2162584C2
Application number: RU99104561/06A
Authority: RU
Inventors: В.В. Федоренко
Original assignee: Федоренко Валентин Валентинович
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2001-01-27

Abstract

FIELD: petroleum refining industry; recovery of heat of waste flue gases. SUBSTANCE: air preheater includes rotary housing with central insert with circulating intermediate heat-transfer agent in form of coarse sand, bypasses formed by rows of helical plates and intermediate shells, row of buckets articulated with bypasses and rods for regulation of amount of sand in zones, ports in having closed by grates, baffle in form of perforated truncated cone and condenser with vertical enameled Field tubes. EFFECT: reduced metal usage; low temperature of waste flue gases; reduced amount of emissions into surrounding medium. 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к нефтеперерабатывающей и другим отраслям промышленности, а именно к устройствам для утилизации тепла отходящих дымовых газов. The present invention relates to the refining and other industries, in particular to devices for heat recovery of flue gases.

Известен воздухоподогреватель по пат. ФРГ N 3911276, кл. F 28 D, 21/00, 1989 г. , в котором дымовые газы охлаждаются до температуры ниже точки росы сернокислотных соединений, присутствующих в них в небольшом количестве. Воздухоподогреватель содержит корпус, поверхность теплообмена, выполненную в виде нескольких рядов горизонтальных труб из кислотостойкого материала, узел стока конденсата. Known air heater according to US Pat. Germany N 3911276, class F 28 D, 21/00, 1989, in which the flue gases are cooled to a temperature below the dew point of the sulfuric acid compounds present in them in a small amount. The air heater comprises a housing, a heat exchange surface, made in the form of several rows of horizontal pipes made of acid-resistant material, a condensate drain assembly.

Недостатком известного воздухоподогревателя является высокая материалоемкость и низкая производительность вследствие малых величин коэффициентов теплоотдачи и среднелогарифмической разности температур газообразных теплоносителей (дымовых газов и воздуха). A disadvantage of the known air heater is its high material consumption and low productivity due to the small values of the heat transfer coefficients and the average logarithmic temperature difference of the gaseous heat carriers (flue gases and air).

Известен также воздухоподогреватель (регенеративный теплообменник) по авт. св. СССР N 1534284, кл. F 28 D, 19/02, 1985 г., в котором теплообмен между отходящими дымовыми газами и холодным воздухом осуществлен с помощью циркулирующего промежуточного теплоносителя в виде зернистого материала. Воздухоподогреватель содержит вертикальный вращающийся корпус, зоны нагрева воздуха и охлаждения дымовых газов, в которых зернистый материал находится в псевдоожиженном состоянии, перетоки для перемещения зернистого материала между зонами и одновременного создания плотных слоев из него для предотвращения проникновения дымовых газов в воздух, патрубки для подвода и отвода дымовых газов и воздуха. Also known is an air heater (regenerative heat exchanger) according to ed. St. USSR N 1534284, class F 28 D, 19/02, 1985, in which the heat exchange between the exhaust flue gases and cold air is carried out using a circulating intermediate coolant in the form of a granular material. The air heater contains a vertical rotating casing, air heating and flue gas cooling zones in which the granular material is in a fluidized state, overflows to move the granular material between the zones and at the same time create dense layers of it to prevent flue gases from entering the air, and nozzles for supply and exhaust flue gas and air.

Недостатками этого воздухоподогревателя являются небольшая производительность по дымовым газам вследствие невысокой скорости псевдоожижения частиц, невысокий термический КПД из-за режима прямотока при псевдоожижении, большое гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя. The disadvantages of this air heater are its low flue gas productivity due to the low particle fluidization rate, low thermal efficiency due to the forward flow mode during fluidization, and large hydraulic resistance of the fluidized bed.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому воздухоподогревателю является устройство по пат. РФ N 2055288, кл. F 27 B, 7/00, 1992 г. , содержащее вращающийся барабан (цилиндрический корпус), цилиндрическую вставку, установленную по оси корпуса, привод, насадки внутри корпуса и вставки, две зоны обработки материала, соединенные перетоками. The closest in technical essence to the proposed air heater is a device according to US Pat. RF N 2055288, class F 27 B, 7/00, 1992, comprising a rotating drum (cylindrical body), a cylindrical insert mounted along the axis of the body, a drive, nozzles inside the body and insert, two material processing zones connected by overflows.

Недостатками прототипа являются низкий термический КПД и наличие в отходящих дымовых газах вредных выбросов вследствие высокой температуры отходящих дымовых газов, отсутствие устройства для циркуляции зернистого материала между зонами. The disadvantages of the prototype are low thermal efficiency and the presence in the exhaust flue gases of harmful emissions due to the high temperature of the exhaust flue gases, the lack of a device for the circulation of granular material between the zones.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый воздухоподогреватель отличается тем, что цилиндрическая вставка установлена на оси корпуса с помощью неподвижного и скользящего опорных колец, а зоны обработки материала выполнены в виде зоны нагрева и зоны охлаждения с размещением в них промежуточного теплоносителя, в качестве которого использован инертный монодисперсный материал, например, крупнозернистый песок, каждый из перетоков выполнен в виде ряда спиральных каналов и образован рядом винтовых пластин протяженностью более 3/4 длины витка, направление захода винтовой линии которых совпадает с направлением захода насадки зоны нагрева, но выполненных с меньшим углом подъема винтовой линии, размещенных между цилиндрической вставкой и охватывающей ее промежуточной обечайкой и примыкающих к соответствующему опорному кольцу, и расположенными между рядом винтовых пластин окнами цилиндрической вставки, причем открытый торец промежуточной обечайки, размещенной в начале зоны нагрева, выполнен с рядом прямоугольных вырезов по числу спиральных каналов перетока, одна из кромок которых перпендикулярна соседним винтовым пластинам для обеспечения шарнирного соединения этого торца с днищами ряда ковшей, размещенных между соседними винтовыми пластинами и выполненных с возможностью поворота относительно уровня слоя инертного материала с помощью штоков, шарнирно соединенных с днищами ковшей и выведенных через корпус наружу, на наружной поверхности вставки, в промежутках между лопастями насадки корпуса, расположена насадка с изогнутыми по винтовой линии лопастями, кроме того, он содержит окна в обоих концах корпуса, которые перекрыты беспровальными перфорированными решетками, отбойник в конце зоны охлаждения, выполненный в виде перфорированного усеченного конуса, снабженного направляющими ребрами и примыкающего большим основанием к скользящему опорному кольцу, а также воздухосборник, охватывающий корпус в месте расположения окон для выхода воздуха из зоны нагрева, и конденсатор, который выполнен примыкающим к корпусу со стороны выхода дымовых газов и содержит вертикальные коррозионностойкие трубы переменной длины, например, эмалированные трубы Фильда. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive air heater is characterized in that the cylindrical insert is mounted on the axis of the housing using fixed and sliding support rings, and the processing zone of the material is made in the form of a heating zone and a cooling zone with the placement of an intermediate coolant, which is used as inert monodisperse material, for example, coarse-grained sand, each of the flows is made in the form of a series of spiral channels and is formed by a number of long helical plates more than 3/4 of the turn length, the direction of the helix approach coincides with the approach direction of the nozzle of the heating zone, but made with a smaller angle of elevation of the helix, located between the cylindrical insert and the intermediate shell surrounding it and adjacent to the corresponding support ring, and located between screw plates by the windows of the cylindrical insert, and the open end of the intermediate shell located at the beginning of the heating zone is made with a number of rectangular cuts in the number of spiral channels retok, one of the edges of which is perpendicular to adjacent screw plates to provide a hinged connection of this end to the bottoms of a number of buckets, located between adjacent screw plates and made with the possibility of rotation relative to the level of the inert material layer using rods pivotally connected to the bottoms of the buckets and brought out through the body to the outside , on the outer surface of the insert, in the intervals between the blades of the nozzle of the housing, there is a nozzle with blades curved along the helix, in addition, it contains approx at both ends of the casing, which are covered by wireless perforated gratings, a chipper at the end of the cooling zone, made in the form of a perforated truncated cone equipped with guide ribs and adjoining a large base to the sliding support ring, as well as an air collector covering the casing at the location of the air exit windows from the heating zone, and the capacitor, which is made adjacent to the housing from the side of the flue gas outlet and contains vertical corrosion-resistant pipes of variable length, on Example enamelled pipe Filda.

Таким образом, заявляемый воздухоподогреватель соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the inventive air heater meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

Целью изобретения является снижение металлоемкости и повышение эффективности утилизации тепла отходящих газов, снижение уровня загрязнения окружающей среды. The aim of the invention is to reduce the metal consumption and increase the efficiency of heat recovery of exhaust gases, reducing environmental pollution.

Указанная цель достигается тем, что в воздухоподогревателе для утилизации тепла дымовых газов, содержащем вращающийся корпус, цилиндрическую вставку, установленную по оси корпуса, привод, насадки внутри корпуса и вставки, две зоны обработки материала, соединенные перетоками, цилиндрическая вставка установлена на оси корпуса с помощью неподвижного и скользящего опорных колец, а зоны обработки материала выполнены в виде зоны нагрева и зоны охлаждения с размещением в них промежуточного теплоносителя, в качестве которого использован инертный монодисперсный материал, например, крупнозернистый песок, каждый из перетоков выполнен в виде ряда спиральных каналов и образован рядом винтовых пластин протяженностью более 3/4 длины витка, направление захода винтовой линии которых совпадает с направлением захода насадки зоны нагрева, но выполненных с меньшим углом подъема винтовой линии, размещенных между цилиндрической вставкой и охватывающей ее промежуточной обечайкой и примыкающих к соответствующему опорному кольцу, и расположенными между рядом винтовых пластин окнами цилиндрической вставки, причем открытый торец промежуточной обечайки, размещенной в начале зоны нагрева, выполнен с рядом прямоугольных вырезов по числу спиральных каналов перетока, одна из кромок которых перпендикулярна соседним винтовым пластинам для обеспечения шарнирного соединения этого торца с днищами ряда ковшей, размещенных между соседними винтовыми пластинами и выполненных с возможностью поворота относительно уровня слоя инертного материала с помощью штоков, шарнирно соединенных с днищами ковшей и выведенных через корпус наружу, на наружной поверхности вставки, в промежутках между лопастями насадки корпуса, расположена насадка с изогнутыми по винтовой линии лопастями, кроме того, он содержит окна в обоих концах корпуса, которые перекрыты беспровальными перфорированными решетками, отбойник в конце зоны охлаждения, выполненный в виде перфорированного усеченного конуса, снабженного направляющими ребрами и примыкающего большим основанием к скользящему опорному кольцу, а также воздухосборник, охватывающий корпус в месте расположения окон для выхода воздуха из зоны нагрева, и конденсатор, который выполнен примыкающим к корпусу со стороны выхода дымовых газов и содержит вертикальные коррозионностойкие трубы переменной длины, например, эмалированные трубы Фильда. This goal is achieved by the fact that in the air heater for heat recovery of flue gases containing a rotating housing, a cylindrical insert mounted along the axis of the housing, a drive, nozzles inside the housing and the insert, two material processing zones connected by overflows, the cylindrical insert is mounted on the housing axis using fixed and sliding support rings, and the material processing zone is made in the form of a heating zone and a cooling zone with the placement of an intermediate coolant, in which monodisperse material, for example, coarse-grained sand, each of the flows is made in the form of a series of spiral channels and is formed by a series of screw plates with a length of more than 3/4 of the turn length, the helical line of approach of which coincides with the direction of approach of the nozzle of the heating zone, but made with a smaller elevation angle helical lines located between the cylindrical insert and the intermediate shell surrounding it and adjacent to the corresponding support ring, and the windows daricheski inserts, and the open end of the intermediate shell, located at the beginning of the heating zone, is made with a series of rectangular cuts in the number of spiral flow channels, one of the edges of which are perpendicular to adjacent screw plates to provide articulation of this end with the bottoms of a number of buckets placed between adjacent screw plates and made with the possibility of rotation relative to the level of the inert material layer using rods pivotally connected to the bottoms of the buckets and brought out through the housing , on the outer surface of the insert, in the intervals between the blades of the nozzle of the body, there is a nozzle with blades curved along the helix, in addition, it contains windows at both ends of the body, which are covered by cordless perforated gratings, a chipper at the end of the cooling zone, made in the form of a perforated truncated cone equipped with guide ribs and adjacent a large base to the sliding support ring, as well as an air collector covering the housing at the location of the windows for the exit of air from heating, and a condenser, which is made adjacent to the housing from the outlet of the flue gases and contains vertical corrosion-resistant pipes of variable length, for example, enamelled Field pipes.

Аппараты с вращающимися барабанами и трубы Фильда (теплообменники с двойными трубами) являются серийно выпускаемым оборудованием, поэтому при реализации предлагаемого устройства большинство сборочных единиц воздухоподогревателя остаются без изменений, а выполнение вставки, перетоков и конденсатора не представляет технической сложности. Devices with rotating drums and Field pipes (heat exchangers with double pipes) are commercially available equipment, therefore, when implementing the proposed device, most of the assembly units of the air heater remain unchanged, and the implementation of the insert, overflows and condenser is not a technical difficulty.

На фиг. 1 изображен воздухоподогреватель для утилизации тепла дымовых газов, продольный разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 2 - поперечное сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечный разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 4 - вид А на фиг. 1. In FIG. 1 shows an air heater for recovering flue gas heat, a longitudinal section AA in FIG. 3; in FIG. 2 is a cross section BB in FIG. 1; in FIG. 3 is a transverse section bb of FIG. 1; in FIG. 4 is a view A in FIG. 1.

Воздухоподогреватель содержит цилиндрический корпус 1, опирающийся на опорную 2 и упорно-опорную 3 станции, привод 4 для вращения корпуса 1 вокруг продольной оси, уплотнения 5 корпуса, цилиндрическую вставку 6, установленную по оси корпуса 1, циркулирующий промежуточный теплоноситель 7, конденсатор 8, примыкающий к корпусу 1 со стороны выхода из вставки 6 дымовых газов. В качестве промежуточного теплоносителя 7 применен монодисперсный инертный материал, например, крупнозернистый песок, являющийся дешевым материалом, устойчивым к сернокислотной коррозии и обладающим большой удельной поверхностью, высокой удельной теплоемкостью и низкой истинной плотностью, что выгодно отличает его от аналогичных показателей углеродистой стали и позволяет значительно снизить металлоемкость предлагаемого воздухоподогревателя по сравнению с существующими конструкциями, не использующих циркулирующего промежуточного теплоносителя. The air heater comprises a cylindrical housing 1, supported by a support 2 and a support-supporting 3 stations, a drive 4 for rotating the housing 1 around a longitudinal axis, a housing seal 5, a cylindrical insert 6 mounted along the axis of the housing 1, a circulating intermediate coolant 7, a condenser 8 adjacent to the housing 1 from the outlet side of the flue gas insert 6. A monodisperse inert material, for example, coarse-grained sand, which is a cheap material that is resistant to sulfuric acid corrosion and has a large specific surface, high specific heat and low true density, which distinguishes it from similar indicators of carbon steel and can significantly reduce the intensity of the proposed heater compared to existing structures that do not use intermediate circulation of coolant.

Ось корпуса 1 и совпадающая с ней ось вставки 6 наклонены к горизонтали под небольшим углом в сторону подводящего дымопровода, идущего от печи нефтеперерабатывающего завода (НПЗ). Внутри вставки 6 размещена зона охлаждения 9 дымовых газов, а в пространстве между корпусом 1 и вставкой 6 размещена зона нагрева 10 воздуха, в которых происходят соответственно нагрев и охлаждение инертного материала 7. Горячий и холодный концы корпуса 1 снабжены рядами окон 11 и 12, вырезанных в обечайке корпуса 1 и расположенных в своих рядах на равном расстоянии друг от друга. Окна 11 предназначены для подсоса холодного воздуха непосредственно из атмосферы в зону нагрева 10, а окна 12 служат для выхода нагретого воздуха из зоны нагрева 10 в воздухосборник 13. Снаружи корпуса 1, охватывая места размещения окон 11, расположен козырек 14 в виде обечайки конической или цилиндрической формы, с одной стороны открытый в сторону наклона корпуса 1, а с другой стороны примыкающий к корпусу 1, что предотвращает попадание атмосферных осадков через окна 11 в зону нагрева 10. Для обеспечения беспровальности и для снижения гидравлического сопротивления окна 11 и 12 перекрыты съемными перфорированными решетками (или металлическими сетками) 15, выполненными с меньшими диаметрами отверстий, чем размер частиц инертного материала 7, и с большим живым сечением отверстий. The axis of the housing 1 and the axis of the insert 6 coinciding with it are inclined to the horizontal at a slight angle towards the supply chimney coming from the furnace of the oil refinery (refinery). Inside the insert 6 there is a cooling zone 9 of flue gases, and in the space between the housing 1 and the insert 6 there is a heating zone 10 of air, in which the inert material 7 is heated and cooled, respectively. The hot and cold ends of the housing 1 are provided with rows of windows 11 and 12 cut out in the shell of the housing 1 and located in their rows at an equal distance from each other. Windows 11 are designed for suction of cold air directly from the atmosphere to the heating zone 10, and windows 12 serve to exit the heated air from the heating zone 10 to the air collector 13. Outside the housing 1, covering the location of the windows 11, a visor 14 is located in the form of a conical or cylindrical shell forms, on the one hand open towards the inclination of the housing 1, and on the other hand adjacent to the housing 1, which prevents atmospheric precipitation from entering through the windows 11 into the heating zone 10. In order to ensure free flow and to reduce the hydraulic 11 of window 12 covered resistance and removable perforated gratings (grids or metal) 15, made with smaller diameter holes than the particle size of the inert material 7, and with a large cross section live openings.

Корпус 1 на всю длину обечайки снабжен лопастной насадкой 16, содержащей ряд лопастей, выполненных изогнутыми в длину по винтовой линии, с большим углом подъема винтовой линии (углом между ребром лопасти и направляющей цилиндра, т.е. окружностью в поперечном сечении корпуса 1) и размещены с равномерным шагом по внутренней поверхности корпуса 1. Во избежание забивки инертным материалом 7 пространства в холодном и горячем концах зоны нагрева 10, лопасти 16 в них выполнены уменьшенной высоты. Места стыковок торцов вращающегося корпуса 1 с подводящим дымопроводом и с конденсатором 8 перекрыты с помощью уплотнений 5. The housing 1 for the entire length of the shell is equipped with a blade nozzle 16 containing a series of blades made curved in length along a helical line with a large angle of elevation of the helical line (the angle between the blade edge and the cylinder guide, i.e., a circle in the cross section of the housing 1) and placed with a uniform step along the inner surface of the housing 1. In order to avoid clogging with inert material 7 of the space in the cold and hot ends of the heating zone 10, the blades 16 are made of reduced height. The joints of the ends of the rotating housing 1 with the inlet chimney and with the condenser 8 are blocked using seals 5.

Воздухосборник 13, охватывающий корпус 1 в районе расположения окон 12, снабжен двумя уплотнениями 17 для перекрытия зазоров между вращающимся корпусом 1 и неподвижными вертикальными стенками воздухосборника, а также штуцером 18 в верхней части воздухосборника для удаления нагретого воздуха. Как вариант, одно из уплотнений 17 может быть упразднено путем объединения с соседним уплотнением 5, но при этом абсолютное давление воздуха в воздухосборнике 13 должно стабильно превышать абсолютное давление дымовых газов в подводящем дымопроводе для исключения попадания дымовых газов в нагретый воздух. Воздухосборник 13 и корпус 1 снаружи теплоизолированы, за исключением мест под венцовую шестерню привода 4, бандажи опорных станций 2 и 3 и козырек 14. The air collector 13, covering the housing 1 in the area of the windows 12, is equipped with two seals 17 to close the gaps between the rotating housing 1 and the stationary vertical walls of the air collector, as well as a fitting 18 in the upper part of the air collector to remove heated air. Alternatively, one of the seals 17 can be eliminated by combining with an adjacent seal 5, but the absolute air pressure in the air intake 13 must stably exceed the absolute pressure of the flue gases in the inlet chimney to prevent flue gases from entering the heated air. The air intake 13 and the housing 1 are thermally insulated from the outside, with the exception of the places for the drive gear 4, the bandages of the support stations 2 and 3 and the visor 14.

Вставка 6 со стороны входа дымовых газов жестко соединена с корпусом 1 с помощью неподвижного опорного кольца 19, выполненного с меньшим внутренним диаметром, чем внутренний диаметр вставки 6, для предотвращения возможного проскока частиц инертного материала 7 из вставки 6 в подводящий дымопровод, причем внутренняя часть опорного кольца 19 выполнена перфорированной. Для компенсации температурных расширений вставка 6 с другого конца обечайки снабжена скользящим опорным кольцом 20 и фланцем 21 для герметизации зазора между скользящим опорным кольцом 20 и внутренней поверхностью корпуса 1. Отверстие 22 неподвижного опорного кольца 19 предназначено для входа дымовых газов из подводящего дымопровода в зону охлаждения 9, а отверстие 23 скользящего опорного кольца 20 предназначено для выхода охлажденных дымовых газов из зоны охлаждения 9 в конденсатор 8. Вставка 6 с обоих концов снабжена вырезанными в ее обечайке рядами равномерно расположенных окон 24 и 25, к которым примыкают перетоки 26 и 27, размещенные вокруг вставки 6 в начале и конце зоны нагрева 10 и служащие соответственно для перехода инертного материала 7 из зоны нагрева 10 в зону охлаждения 9 и обратно. Окна 24, находящиеся в нижнем положении при вращении вставки 6, защищены от попадания в них инертного материала 7, осыпающегося сверху из окон 24, находящихся в верхнем положении, применением отбойника 28, размещенного в конце зоны охлаждения 9 и выполненного в виде перфорированного усеченного конуса, снабженного направляющими наружными ребрами, и примыкающего большим основанием к внутренней части скользящего опорного кольца 20. Перфорация отбойника 28 и внутренней части опорного кольца 19 служит для снижения величины гидравлического сопротивления этих деталей. The insert 6 on the inlet side of the flue gas is rigidly connected to the housing 1 by means of a fixed support ring 19, made with a smaller inner diameter than the inner diameter of the insert 6, to prevent possible leakage of particles of inert material 7 from the insert 6 into the supply chimney, the inner part of the support ring 19 is perforated. To compensate for thermal expansions, the insert 6 at the other end of the shell is equipped with a sliding support ring 20 and a flange 21 for sealing the gap between the sliding support ring 20 and the inner surface of the housing 1. The hole 22 of the stationary support ring 19 is used to enter the flue gases from the supply chimney into the cooling zone 9 and the opening 23 of the sliding support ring 20 is designed for the exit of the cooled flue gases from the cooling zone 9 to the condenser 8. The insert 6 at both ends is provided with cut out in its shell in rows of evenly spaced windows 24 and 25, adjacent to the overflows 26 and 27, located around the insert 6 at the beginning and end of the heating zone 10 and serving, respectively, to transfer the inert material 7 from the heating zone 10 to the cooling zone 9 and vice versa. Windows 24, located in the lower position during rotation of the insert 6, are protected from the ingress of inert material 7, crumbling from the top of the windows 24 in the upper position, by using a chipper 28 located at the end of the cooling zone 9 and made in the form of a perforated truncated cone, equipped with guide outer ribs, and adjoining a large base to the inside of the sliding support ring 20. Perforation of the bump 28 and the inside of the support ring 19 serves to reduce the hydraulic resistance pouring these details.

На внутренней поверхности вставки 6, между окнами 24 и 25, размещена лопастная насадка 29 с прямыми лопастями Г-образного сечения, состоящая из отдельных секций, равномерно смещенных относительно друг друга. На наружной поверхности вставки 6, в зоне нагрева 10, между перетоками 26 и 27, расположена лопастная насадка 30, лопасти которой выполнены изогнутыми по винтовой линии с направлением ее захода, соответствующим направлению захода винтовой линии лопастной насадки 16, и размещены с равномерным шагом в промежутках между ними. Лопасти насадок 16 и 30 должны быть выполнены с левым заходом винтовой линии при вращении корпуса 1 по часовой стрелке (смотря со стороны подводящего дымопровода) и с правым заходом винтовой линии при вращении корпуса 1 против часовой стрелки, что позволяет транспортировать инертный материал 7 в зоне нагрева 10 в сторону, противоположную наклону корпуса 1. Угол подъема винтовой линии лопастей насадок 16 и 30 и число лопастей в них должны обеспечивать транспортировку инертного материала вверх по уклону корпуса 1, в направлении от горячего к холодному концу зоны нагрева 10, причем угол, дополнительный к углу подъема винтовой линии лопастей насадок 16 и 30, должен быть не менее чем в два раза больше угла наклона к горизонтали продольной оси корпуса 1. Сечение лопастей насадок 16 и 30 аналогично сечению лопасти насадки 29. Применение лопастной насадки 30 позволяет интенсифицировать теплообмен между воздухом и инертным материалом 7 за счет включения в теплообмен дополнительной части внутренней поверхности корпуса 1 вследствие переброса с помощью лопастной насадки 30 части пересыпающегося слоя инертного материала 7 через вставку 6 на другую половину корпуса 1 (по другую сторону вертикальной диаметральной плоскости корпуса 1). On the inner surface of the insert 6, between the windows 24 and 25, there is a blade nozzle 29 with straight blades of the L-shaped section, consisting of separate sections, uniformly offset from each other. On the outer surface of the insert 6, in the heating zone 10, between the flows 26 and 27, there is a blade nozzle 30, the blades of which are made curved along a helical line with the direction of its approach, corresponding to the direction of approach of the helical line of the blade nozzle 16, and are placed at regular intervals in between between them. The blades of the nozzles 16 and 30 must be made with a left helical approach when rotating the housing 1 clockwise (looking from the side of the chimney) and with a right helical approach when rotating the housing 1 counterclockwise, which makes it possible to transport inert material 7 in the heating zone 10 in the direction opposite to the inclination of the housing 1. The angle of elevation of the helical line of the blades of the nozzles 16 and 30 and the number of blades in them should ensure the transportation of inert material up the slope of the housing 1, in the direction from hot to cold the end of the heating zone 10, and the angle additional to the angle of elevation of the helical line of the blades of the nozzles 16 and 30 should be at least two times greater than the angle of inclination to the horizontal of the longitudinal axis of the housing 1. The section of the blades of the nozzles 16 and 30 is similar to the section of the blade of the nozzle 29 The use of the blade nozzle 30 allows you to intensify the heat transfer between air and inert material 7 due to the inclusion in the heat transfer of an additional part of the inner surface of the housing 1 due to the transfer by means of the blade nozzle 30 of the part of the overflow layer inert material 7 through the insert 6 on the other half of the housing 1 (on the other side of the vertical diametral plane of the housing 1).

Перетоки 26 и 27, обеспечивающие циркуляцию инертного материала 7 в воздухоподогревателе, выполнены в начале и в конце зоны нагрева 10 вокруг вставки 6 в виде многозаходных спиральных каналов 31, образованных промежуточными обечайками 32 и 33, расположенными концентрично между корпусом 1 и вставкой 6 в начале и конце зоны нагрева 10 и соответствующими торцами, примыкающими к опорным кольцам 20 и 19, и винтовыми пластинами 34 с протяженностью более 3/4 длины витка, размещенными между промежуточными обечайками 32 и 33 и вставкой 6. Протяженность спиральных каналов 31 достаточна для создания в них подвижных песочных затворов при вращении корпуса 1, так как сумма центральных углов сегмента слоя пересыпающегося материала 7 в зоне нагрева 10 и спирального канала 31 перетоков 26 и 27 превышает 360^o, что обеспечивает постоянное присутствие инертного материала 7 в каждом из спиральных каналов 31 при вращении корпуса 1. Направление захода витков винтовых пластин 34 перетоков 26 и 27 совпадает с направлением захода винтовой линии лопастей насадок 16 и 30, но винтовые пластины 34 выполнены с меньшим углом подъема винтовой линии, чем у этих насадок, что позволяет уменьшить длины перетоков 26 и 27, увеличив тем самым активную длину зоны нагрева 10. Спиральные каналы 31 выполнены открытыми с обеих сторон и примыкающими с одной стороны к окнам 24 и 25, а с другой стороны сообщающимися с зоной нагрева 10.The overflows 26 and 27, which circulate the inert material 7 in the air heater, are made at the beginning and at the end of the heating zone 10 around the insert 6 in the form of multi-helical spiral channels 31 formed by intermediate shells 32 and 33 located concentrically between the housing 1 and the insert 6 at the beginning and the end of the heating zone 10 and the corresponding ends adjacent to the support rings 20 and 19, and screw plates 34 with a length of more than 3/4 of the length of the coil, located between the intermediate shells 32 and 33 and the insert 6. The length of the spiral channels 31 is sufficient to create movable sand gates in them during rotation of the housing 1, since the sum of the central corners of the layer segment of the material to be sprinkled 7 in the heating zone 10 and the spiral channel 31 of the overflows 26 and 27 exceeds 360 ^° , which ensures the constant presence of inert material 7 in each from spiral channels 31 during rotation of the housing 1. The direction of approach of the turns of the screw plates 34 of the flows 26 and 27 coincides with the direction of the approach of the helix of the blades of the nozzles 16 and 30, but the screw plates 34 are made with a smaller angle of elevation in line than those of these nozzles, which allows to reduce the length of flows 26 and 27, thereby increasing the active length of the heating zone 10. The spiral channels 31 are open on both sides and adjacent on one side to the windows 24 and 25, and on the other hand communicating with heating zone 10.

Открытый торец обечайки 32 перетока 26, размещенного в начале зоны нагрева 10, выполнен с прямоугольными вырезами по числу спиральных каналов 31. Одна из кромок каждого выреза расположена вдоль винтовой линии пластины 34, а другая кромка перпендикулярна ей (т.е. равна ширине спирального канала 31), что обеспечивает возможность шарнирного соединения перпендикулярных кромок вырезов с краями днищ ряда ковшей 35. Ковш 35 содержит две боковые стенки, расположенные вплотную к кромкам соседних винтовых пластин 34, и днище криволинейной формы, выполненное с возможностью поворота на шарнире вокруг перпендикулярной кромки выреза обечайки 32, с помощью штока 36, при этом ковш 35 является как бы продолжением спирального канала 31. Шток 36 одним концом также шарнирно соединен с днищем ковша 35, а другой конец штока 36 выведен через сальник в обечайке корпуса 1 наружу. Перемещение штоков 36 в осевом направлении позволяет изменять положение днищ ковшей 35 относительно уровня пересыпающегося слоя инертного материала 7 в зоне нагрева 10. The open end of the shell 32 of the overflow 26, located at the beginning of the heating zone 10, is made with rectangular cuts in the number of spiral channels 31. One of the edges of each cut is located along the helix of the plate 34, and the other edge is perpendicular to it (i.e., equal to the width of the spiral channel 31), which makes it possible to swivel the perpendicular edges of the cuts with the edges of the bottoms of a number of buckets 35. The bucket 35 contains two side walls located close to the edges of adjacent screw plates 34, and a curved bottom made with the possibility of rotation on a hinge around the perpendicular edge of the cutout of the shell 32, using the rod 36, while the bucket 35 is a continuation of the spiral channel 31. The rod 36 is also pivotally connected to the bottom of the bucket 35, and the other end of the rod 36 is led out through the stuffing box the shell of the housing 1 out. The movement of the rods 36 in the axial direction allows you to change the position of the bottoms of the buckets 35 relative to the level of the overflowing layer of inert material 7 in the heating zone 10.

Все детали предлагаемого воздухоподогревателя выполнены из углеродистой стали, кроме расположенных в районе окон 24 деталей лопастной насадки 29, обечайки вставки 6 и винтовых пластин 34 перетока 26, которые должны быть выполнены из кислотостойкой стали или покрыты слоем кислотостойкой обмазки. All parts of the proposed air heater are made of carbon steel, except for the parts of the blade nozzle 29 located in the window region 24, the shell of the insert 6 and the screw plates 34 of the overflow 26, which should be made of acid-resistant steel or coated with a layer of acid-resistant coating.

Для удаления нагретого воздуха служит вентилятор 37, снабженный заслонкой 38 на отводящем воздухопроводе. Нецелесообразна установка вентилятора 37 перед зоной нагрева 10, поскольку при этом потребуется дополнительная камера, охватывающая корпус 1 в месте размещения окон 11, и два дополнительных уплотнения к ней, что приведет к большой утечке воздуха через четыре уплотнения, работающих под избыточным давлением воздуха. To remove the heated air, a fan 37 is provided, equipped with a shutter 38 on the exhaust air duct. It is inappropriate to install the fan 37 in front of the heating zone 10, since this will require an additional chamber covering the housing 1 at the location of the windows 11, and two additional seals to it, which will lead to a large air leak through four seals operating under excessive air pressure.

К корпусу 1 со стороны выхода дымовых газов примыкает с помощью уплотнения 5 конденсатор 8, соединенный далее с дымопроводом охлажденных дымовых газов. Конденсатор 8 содержит кожух 39, криволинейной формы выпуклостью вверх, в которой укреплены наружные трубы 43 труб Фильда, выполненные эмалированными, а следовательно, стойкими к сернокислотной коррозии. Кожух 39 и нижняя трубная доска 42 с той же целью покрыты изнутри слоем кислотоупорной обмазки. Наружные трубы 43 размещены вертикально в несколько рядов в шахматном порядке (в плане), поперек направления потока дымовых газов, выходящих из вставки 6, причем трубы 43, размещенные в вертикальной диаметральной плоскости воздухоподогревателя, выполнены наибольшей длины, а с удалением от нее к боковым стенкам кожуха 39 длины труб 43 выполнены с уменьшением длины, что снижает металлоемкость конденсатора 8. Нижние части всех наружных труб 43 расположены ниже торца корпуса 1 для улучшения условий стока по ним капель конденсата. A condenser 8 is connected to the housing 1 from the outlet side of the flue gas by means of a seal 5, which is further connected to the chimney of the cooled flue gas. The capacitor 8 contains a casing 39, curved upward convex shape, in which the outer pipes 43 of the Field pipes are reinforced, made enameled, and therefore resistant to sulfuric corrosion. The casing 39 and the lower tube plate 42 for the same purpose are coated inside with a layer of acid-resistant coating. The outer pipes 43 are arranged vertically in several rows in a checkerboard pattern (in the plan), across the direction of the flue gas flow exiting insert 6, the pipes 43 placed in the vertical diametrical plane of the air heater are of the greatest length, and with removal from it to the side walls the casing 39 of the length of the pipes 43 is made with decreasing length, which reduces the metal consumption of the capacitor 8. The lower parts of all outer pipes 43 are located below the end of the housing 1 to improve the conditions for the flow of condensate droplets through them.

Внутренние трубы 44 выполнены меньшего диаметра, чем наружные трубы 43, и изготовлены из углеродистой стали, укреплены в верхней трубной доске 41 и размещены вертикально внутри наружных труб 43. Пространство между верхней трубной доской 41 и крышкой 40 образует камеру входа горячей воды, а пространство между верхней и нижней трубными досками 41 и 42 образует камеру выхода горячей воды из конденсатора 8. The inner tubes 44 are made of a smaller diameter than the outer tubes 43 and are made of carbon steel, mounted in the upper tube plate 41 and placed vertically inside the outer tubes 43. The space between the upper tube plate 41 and the cover 40 forms a hot water inlet chamber, and the space between the upper and lower tube plates 41 and 42 forms a chamber for the exit of hot water from the condenser 8.

Конденсатор 8 снабжен штуцерами 45 и 46 для входа и выхода горячей воды, штуцером 47 для удаления примесей, уловленных в конденсаторе 8. The condenser 8 is equipped with fittings 45 and 46 for entering and exiting hot water, a fitting 47 for removing impurities trapped in the condenser 8.

Воздухоподогреватель работает следующим образом. Дымовые газы с температурой порядка 300-500^oC из подводящего дымопровода через входное отверстие 22 поступают в зону охлаждения 9, где движутся в направлении от горячего к холодному концу вставки 6 в противотоке с промежуточным теплоносителем 7, передавая ему свое тепло в основном за счет конвекции к частицам инертного материала, падающим с лопастей 29. При средней рабочей температуре дымовых газов горизонтальная скорость уноса твердых частиц размером 5 мм составляет примерно 10 м/с, поэтому для обеспечения большой производительности предлагаемого воздухоподогревателя следует применять монодисперсный инертный материал 7, например, фракцию 3-5 мм и более крупнозернистого песка во избежание пылеуноса мелкой фракции, неизбежного при применении песка полидисперсного состава.The air heater operates as follows. Flue gases with a temperature of the order of 300-500 ^o C from the inlet chimney through the inlet 22 enter the cooling zone 9, where they move in the direction from the hot to the cold end of the insert 6 in countercurrent with the intermediate coolant 7, transferring its heat to it mainly due to convection to particles of inert material falling from the blades 29. At an average working temperature of flue gases, the horizontal velocity of the entrainment of solid particles with a size of 5 mm is approximately 10 m / s; therefore, to ensure high productivity, we propose When using an air heater, a monodisperse inert material 7 should be used, for example, a fraction of 3-5 mm and coarser sand to avoid fine dust extraction, which is inevitable when using sand with a polydisperse composition.

Дымовые газы содержат определенное количество оксидов серы и азота, наносящих ощутимый вред окружающей среде и обладающих высокой коррозионной активностью по отношению к металлу. Дымовые газы на выходе из существующих теплоутилизационных устройств печей НПЗ имеют температуру 180-250^oC, что превышает температуру точки росы сернокислотных соединений примерно на 50-100^oC. Предлагаемый воздухоподогреватель позволяет охладить дымовые газы на выходе из вставки 6 до температуры около точки росы сернокислотных соединений. Если температура дымовых газов на выходе из зоны охлаждения 9 будет ниже температуры точки росы сернокислотных соединений и наступит сернокислотная конденсация на поверхности частиц инертного материала 7, то при передвижении его вдоль вставки 6 он будет нагреваться, что вызовет испарение конденсата и предотвратит попадание сернокислотных загрязнений вместе с инертным материалом 7 в зону нагрева 10, а вследствие истирающего действия частиц поверхность инертного материала 7 не будет загрязняться отложениями золы и продуктами коррозии. Поскольку промежуточный теплоноситель 7 устойчив к сернокислотной коррозии, это обеспечивает длительную эксплуатацию оборудования и более высокий термический КПД по сравнению с существующими теплоутилизационными устройствами печей.Flue gases contain a certain amount of sulfur and nitrogen oxides, which cause significant damage to the environment and have high corrosivity to metal. Flue gases at the outlet of existing heat recovery devices of refinery furnaces have a temperature of 180-250 ^o C, which exceeds the dew point of sulfuric acid compounds by about 50-100 ^o C. The proposed air heater allows you to cool the flue gas at the outlet of insert 6 to a temperature near the dew point of sulfuric acid compounds. If the temperature of the flue gases at the outlet of the cooling zone 9 is lower than the dew point of the sulfuric acid compounds and sulfuric acid condensation occurs on the surface of the particles of inert material 7, then when moving along the insert 6 it will heat up, which will cause the condensate to evaporate and prevent sulfuric acid contaminants from entering inert material 7 into the heating zone 10, and due to the abrasive action of the particles, the surface of the inert material 7 will not be contaminated with ash deposits and corrosion products. Since the intermediate heat carrier 7 is resistant to sulfuric acid corrosion, this ensures long-term operation of the equipment and higher thermal efficiency compared to existing heat recovery devices of furnaces.

Инертный материал 7 поступает в зону охлаждения 9 из окон 24. При нахождении окон 24 в верхнем положении при вращении вставки 6 частицы инертного материала, поступающие в них из спиральных каналов 31 перетока 26, падают вниз в направлении от окон 24 к лопастной насадке 29, отбрасываемые отбойником 28 с направляющими наружными ребрами, а при нахождении окон 24 в нижнем положении спиральные каналы 31 этим же отбойником 28 защищены от обратного попадания в них инертного материала 7. Затем инертный материал 7 в виде пересыпающегося слоя движется навстречу дымовым газам за счет вращения наклонной вставки 6, причем лопасти насадки 29 по секциям входят в пересыпающийся слой, забирают часть инертного материала 7 и поднимают его вверх, после чего он, не доходя до верхней точки подъема, ссыпается вниз с лопастей 29 в виде струй из отдельных частиц, пересекая в поперечном направлении поток дымовых газов по всей длине лопастной насадки 29, а далее лопасти 29 завершают оборот пустыми. После прохождения всей длины вставки 6 инертный материал 7 переходит из зоны охлаждения 9 в зону нагрева 10 через переток 27, поочередно проходя через окна 25, находящиеся в нижнем положении при вращении вставки 6, примыкающие к ним спиральные каналы 31 с образованием в них подвижных песочных затворов, выходные отверстия спиральных каналов 31, и ссыпается из перетока 27 в зону нагрева 10. Inert material 7 enters the cooling zone 9 from the windows 24. When the windows 24 are in the upper position when the insert 6 is rotated, the particles of inert material coming into them from the spiral channels 31 of the overflow 26 fall downward from the windows 24 to the blade nozzle 29, discarded chipper 28 with guiding outer ribs, and when the windows 24 are in the lower position, the spiral channels 31 are protected by the same chipper 28 from the inert material 7 coming back into them. Then the inert material 7 in the form of an overflowing layer moves towards flue gases due to the rotation of the inclined insert 6, and the blades of the nozzle 29 in sections enter the overburden layer, take part of the inert material 7 and lift it up, after which it, not reaching the upper lifting point, is poured down from the blades 29 in the form of jets of individual particles, crossing in the transverse direction the flue gas stream along the entire length of the blade nozzle 29, and then the blades 29 complete the revolution empty. After passing the entire length of the insert 6, the inert material 7 passes from the cooling zone 9 to the heating zone 10 through the overflow 27, passing through windows 25 located in the lower position when the insert 6 is rotated, the spiral channels 31 adjacent to them with the formation of movable sand gates in them , the outlet openings of the spiral channels 31, and poured from the overflow 27 into the heating zone 10.

Холодный воздух поступает в зону нагрева 10 через окна 11, перекрытые решетками 15 и находящиеся в данный момент времени над пересыпающимся слоем инертного материала 7. При применяемых средних рабочих температурах дымовых газов и воздуха в зонах 9 и 10 объемный расход нагреваемого воздуха примерно в 1,75 раза меньше объемного расхода охлаждаемых дымовых газов. Проходя зону нагрева 10 в направлении от окон 11 к окнам 12, воздух частично закручивается лопастями 16 и 30 и движется в противотоке с промежуточным теплоносителем 7, при этом большая часть тепла от инертного материала 7 к воздуху передается конвекцией при падении частиц с лопастей 16 и 30. Нагретый до температуры, меньшей температуры дымовых газов на входе в зону охлаждения 9, воздух через окна 12 и отверстия в решетках 15, находящихся в данный момент времени в верхнем положении, поступает в воздухосборник 13, а из него через штуцер 18 по отводящему воздухопроводу в вентилятор 37, с помощью которого его подают, например, к горелкам топливосжигающего устройства. Cold air enters the heating zone 10 through windows 11, covered by grilles 15 and located at a given moment of time over an overburden layer of inert material 7. At the average operating temperatures of flue gases and air in zones 9 and 10, the volumetric flow rate of heated air is approximately 1.75 times less than the volumetric flow rate of cooled flue gases. Passing the heating zone 10 in the direction from the windows 11 to the windows 12, the air is partially curled by the blades 16 and 30 and moves in countercurrent with the intermediate coolant 7, while most of the heat from the inert material 7 to the air is transferred by convection when particles fall from the blades 16 and 30 Heated to a temperature lower than the temperature of the flue gases at the inlet to the cooling zone 9, the air through the windows 12 and the holes in the grilles 15, which are currently in the upper position, enters the air collector 13, and from it through the nozzle 18 through the outlet uhoprovodu the fan 37, by which it is served, for example, to the burners fuel combusting device.

В зоне нагрева 10 инертный материал 7 в виде пересыпающегося слоя движется в сторону, противоположную наклону вращающегося корпуса 1, от перетока 27 к перетоку 26, за счет лопастных насадок 16 и 30, лопасти которых изогнуты по винтовой линии. Подъем инертного материала 7 из пересыпающегося слоя с помощью лопастных насадок 16 и 30 и ссыпание материала вниз по обе стороны вставки 6, происходящие по мере подъема отдельных секций лопастных насадок 16 и 30, ведут к включению в процесс теплообмена дополнительной поверхности обечайки корпуса 1. Инертный материал переходит из зоны нагрева 10 в зону охлаждения 9 через переток 26, последовательно поступая в ковши 35 при нахождении их в нижнем положении при вращении корпуса 1, спиральные каналы 31 с образованием подвижных песочных затворов, и окна 24. In the heating zone 10, the inert material 7 in the form of a pouring layer moves in the direction opposite to the inclination of the rotating housing 1, from the overflow 27 to overflow 26, due to the blade nozzles 16 and 30, the blades of which are curved along a helical line. The rise of inert material 7 from the overburden layer using the blade nozzles 16 and 30 and the material pouring down on both sides of the insert 6, which occur as individual sections of the blade nozzles 16 and 30 rise, lead to the inclusion of an additional shell shell surface 1. The inert material passes from the heating zone 10 to the cooling zone 9 through the overflow 26, sequentially entering the buckets 35 when they are in the lower position during rotation of the housing 1, the spiral channels 31 with the formation of movable sand gates, and windows 2 4.

Песочные затворы в обоих перетоках 26 и 27 предотвращают проникновение дымовых газов в нагретый воздух, даже если абсолютное давление дымовых газов в зоне охлаждения 9 будет больше абсолютного давления воздуха в зоне нагрева 10. Sand gates in both flows 26 and 27 prevent the entry of flue gases into the heated air, even if the absolute pressure of the flue gases in the cooling zone 9 is greater than the absolute air pressure in the heating zone 10.

При необходимости изменения коэффициентов заполнения инертным материалом 7 обеих зон 9 и 10 осуществляют поочередное изменение положения днищ ковшей 35 относительно уровня пересыпающегося слоя инертного материала 7 в зоне нагрева 10, что ведет к захвату ими большей или меньшей порции инертного материала 7, и к перераспределению массы инертного материала, загруженного в воздухоподогреватель, между зонами 9 и 10. Изменение положения днищ ковшей 35 производят при нахождении ковшей 35 в верхнем положении для снижения усилия на рукоятки концов штоков 36 с помощью механического воздействия на концы штоков 36, выведенных наружу. If necessary, change the fill factors with inert material 7 of both zones 9 and 10, alternately change the position of the bottoms of the buckets 35 relative to the level of the overflowing layer of inert material 7 in the heating zone 10, which leads to the capture of a larger or smaller portion of inert material 7, and to redistribution of the mass of inert material loaded into the air heater between zones 9 and 10. A change in the position of the bottoms of the buckets 35 is made when the buckets 35 are in the upper position to reduce the force on the handles of the rod ends ov 36 by mechanical action on the ends of the rods 36 brought out.

Привод 4, в случае многоскоростного исполнения, позволяет увеличивать частоту вращения корпуса 1 и тем самым увеличивать массовый расход промежуточного теплоносителя 7, проходящего через сечения обеих зон воздухоподогревателя, что приводит к интенсификации теплообмена между газообразными теплоносителями и инертным материалом 7 в обеих зонах воздухоподогревателя (увеличивается объемный коэффициент теплоотдачи от газообразных теплоносителей к инертному материалу 7 вследствие увеличения площади поверхности частиц, взаимодействующих с ними в единицу времени). Это ведет к снижению температуры дымовых газов на выходе из вставки 6 и к повышению температуры воздуха на выходе из воздухосборника 13, то есть к повышению термического КПД воздухоподогревателя. Drive 4, in the case of multi-speed execution, allows to increase the rotational speed of the housing 1 and thereby increase the mass flow rate of the intermediate heat carrier 7 passing through the cross sections of both zones of the air heater, which leads to intensification of heat exchange between gaseous heat carriers and inert material 7 in both zones of the air heater (increases the volumetric heat transfer coefficient from gaseous heat carriers to inert material 7 due to an increase in the surface area of particles interacting them per unit time). This leads to a decrease in the temperature of the flue gases at the outlet of the insert 6 and to an increase in the temperature of the air at the outlet of the air collector 13, that is, to an increase in the thermal efficiency of the air heater.

Воздухоподогреватель обладает малым гидравлическим сопротивлением как по дымовым газам, так и по воздуху. Дымовые газы и воздух в воздухоподогревателе находятся под небольшими разрежениями, соответственно создаваемыми дымовой трубой или дымососом, расположенным на линии дымопровода охлажденных дымовых газов после конденсатора 8, и вентилятором 38. С помощью заслонки 38 можно регулировать разрежение в зоне нагрева 10 с таким расчетом, чтобы абсолютное давление воздуха в ней было больше, чем абсолютное давление дымовых газов в зоне охлаждения 9, что полностью устраняет попадание дымовых газов, содержащих сернокислотные примеси, через перетоки 26 и 27, в нагретый воздух. The air heater has low hydraulic resistance both in flue gases and in air. Flue gases and air in the air heater are under small vacuum, respectively created by a chimney or smoke exhaust, located on the chimney line of the cooled flue gas after the condenser 8, and a fan 38. Using the damper 38, you can adjust the vacuum in the heating zone 10 so that the absolute the air pressure in it was greater than the absolute pressure of the flue gases in the cooling zone 9, which completely eliminates the ingress of flue gases containing sulfuric acid impurities through flows 26 and 27, in heated air.

После прохождения зоны охлаждения 9 охлажденные дымовые газы через выходное отверстие 23 вставки 6 поступают в конденсатор 8. В конденсаторе 8 охлажденные дымовые газы омывают поверхности нескольких рядов вертикальных эмалированных наружных труб 43. Трубы Фильда, размещенные в конденсаторе 8, обладают большой удельной поверхностью и выполняют функцию насадки в массообменных процессах улавливания вредных примесей, содержащихся в дымовых газах, поэтому на наружной поверхности труб 43 образуется пленка конденсата, содержащего как растворенные в серной кислоте, так и химически связанные с ней оксиды азота и серы. Вертикальное расположение наружных труб 43 и различная длина труб в вертикальной диаметральной плоскости воздухоподогревателя и на периферии способствуют образованию капель из пленки конденсата и продвижению их по поверхности труб 43 вниз, препятствуя уносу брызг конденсата дымовыми газами, что имеет место в известном устройстве с горизонтальными теплообменными трубами. Капли конденсата затем стекают вниз по наружной поверхности труб 43, отрываются с нижних частей труб 43 и далее направляются через штуцер 47 на утилизацию, а дымовые газы удаляются из конденсатора 8 в дымопровод охлажденных дымовых газов. After the passage of the cooling zone 9, the cooled flue gases through the outlet 23 of the insert 6 enter the condenser 8. In the condenser 8, the cooled flue gases wash the surfaces of several rows of vertical enamelled outer pipes 43. The Filter pipes placed in the condenser 8 have a large specific surface and perform the function nozzles in mass transfer processes for trapping harmful impurities contained in flue gases, therefore, on the outer surface of the pipes 43, a condensate film is formed containing found in sulfuric acid, as well as nitrogen and sulfur oxides chemically bound to it. The vertical arrangement of the outer pipes 43 and the different lengths of the pipes in the vertical diametrical plane of the heater and on the periphery contribute to the formation of droplets from the condensate film and advance them down the surface of the pipes 43, preventing the condensate from being carried away by flue gases, which is the case in the known device with horizontal heat exchange pipes. Drops of condensate then flow down the outer surface of the pipes 43, are torn off from the lower parts of the pipes 43 and then sent through the nozzle 47 for disposal, and the flue gases are removed from the condenser 8 into the chimney of the cooled flue gases.

Поскольку дымовые газы, из которых удалена большая часть вредных примесей, обладают более низкой точкой росы сернокислотных соединений, чем исходные дымовые газы, это позволяет иметь запас температуры применительно к коррозии металлических деталей дымового тракта после воздухоподогревателя. Since flue gases, from which most of the harmful impurities have been removed, have a lower dew point of sulfuric acid compounds than the original flue gases, this allows you to have a temperature margin in relation to the corrosion of metal parts of the smoke path after the air heater.

Через штуцер 45 в камеру входа горячей воды, а из нее во внутренние трубы 44 труб Фильда параллельными потоками поступает горячая вода. После прохождения внутренних труб 44 горячая вода изменяет направление потока и с той же температурой движется в направлении снизу вверх в пространстве между внутренними 44 и наружными 43 трубами труб Фильда, передавая тепло через стенку, поступает в камеру выхода горячей воды, после чего выводится в цикл через штуцер 47. Температура горячей воды, используемой для охлаждения труб Фильда, должна быть ниже точки росы сернокислотных соединений и может легко регулироваться. Одновременно температура горячей воды должна быть выше точки росы водяных паров, содержащихся в дымовых газах, чтобы исключить конденсацию на поверхности наружных труб 43 большого количества водяных паров. Through the fitting 45, hot water enters the hot water inlet chamber, and from it into the inner pipes 44 of the Field pipes, hot water enters in parallel streams. After the internal pipes 44 pass through, the hot water changes the flow direction and, with the same temperature, moves from bottom to top in the space between the internal 44 and external 43 pipes of the Field pipes, transferring heat through the wall, enters the hot water outlet chamber, and then goes through the cycle through nipple 47. The temperature of the hot water used to cool the Field pipes should be below the dew point of the sulfuric acid compounds and can be easily controlled. At the same time, the temperature of the hot water should be above the dew point of the water vapor contained in the flue gas in order to prevent condensation on the surface of the outer pipes 43 of a large amount of water vapor.

Поскольку в предлагаемом воздухоподогревателе тепло дымовых газов почти полностью утилизируется во вставке 6, то при близких значениях температур охлажденных дымовых газов и горячей воды количество тепла, передаваемого от дымовых газов к горячей воде, будет незначительным, а следовательно, расход горячей воды будет невелик. Since the flue gas heat in the proposed air heater is almost completely utilized in Box 6, at close temperatures of the cooled flue gas and hot water, the amount of heat transferred from the flue gas to the hot water will be small, and therefore, the hot water consumption will be small.

Таким образом, предлагаемый воздухоподогреватель обеспечивает снижение металлоемкости по сравнению с применяемыми в современных печах НПЗ кожухотрубных теплообменников или регенеративных вращающихся воздухоподогревателей за счет применения инертного материала, использование в основном углеродистой стали, увеличение термического КПД при охлаждении дымовых газов до температуры точки росы сернокислотных соединений или ниже ее, снижение уровня загрязнения окружающей среды путем конденсации вредных примесей. Thus, the proposed air heater reduces metal consumption compared to shell and tube heat exchangers or regenerative rotary air heaters used in modern refinery furnaces due to the use of inert material, the use of mainly carbon steel, the increase in thermal efficiency when cooling flue gases to or below the dew point of sulfuric acid compounds , reducing environmental pollution by condensation of harmful impurities.

Claims

An air heater for recovering flue gas heat, comprising a rotating housing, a cylindrical insert mounted along the axis of the housing, a drive, nozzles inside the housing and inserts, two material processing zones connected by overflows, characterized in that the cylindrical insert is mounted on the housing axis using a fixed and sliding support rings, and material processing zones are made in the form of a heating zone and a cooling zone with the placement of an intermediate coolant in them, which is used as an inert monodisperse coarse-grained sand, each of the flows is made in the form of a series of spiral channels and is formed by a series of screw plates with a length of more than 3/4 of the turn length, the direction of approach of the helix of which coincides with the direction of approach of the nozzle of the heating zone, but made with a smaller angle of elevation of the helix located between the cylindrical insert and the intermediate shell surrounding it and adjacent to the corresponding support ring, and the windows of the cylindrical insert located between the row of screw plates, moreover, the open end of the intermediate shell, located at the beginning of the heating zone, is made with a series of rectangular cuts in the number of spiral flow channels, one of the edges of which is perpendicular to adjacent screw plates to provide articulation of this end to the bottoms of a number of buckets placed between adjacent screw plates and made with the ability to rotate relative to the level of the inert material layer using rods pivotally connected to the bottoms of the ladles and brought out through the body to the outside, In the case of the insert, in the intervals between the blades of the body nozzle, there is a nozzle with blades curved along the helical line, in addition, it contains windows at both ends of the body, which are blocked by perforated wireless gratings, a fender at the end of the cooling zone, made in the form of a perforated truncated cone equipped with guide ribs and adjoining a large base to the sliding support ring, as well as an air collector covering the housing at the location of the windows for the exit of air from the heating zone, and cond The sensor, which is made adjacent to the housing from the side of the flue gas outlet and contains vertical corrosion-resistant pipes of variable length, for example, enamelled Field pipes.