RU2464497C2

RU2464497C2 - Sanitary attachment for heat generator of roof boiler house

Info

Publication number: RU2464497C2
Application number: RU2010140764/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Ежов (RU); Владимир Сергеевич Ежов; Евгений Юрьевич Сергеев (RU); Евгений Юрьевич Сергеев; Александр Николаевич Кривдин (RU); Александр Николаевич Кривдин; Алексей Сергеевич Сидоров (RU); Алексей Сергеевич Сидоров
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-10-20
Also published as: RU2010140764A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: proposed sanitary attachment for a roof boiler house comprises a body with a pyramidal bottom, equipped with a nozzle for exhaust of smoke gases, inside of which in a staggered order one above another there are detachable horizontal perforated baskets arranged, filled with a mixture of slaked lime Ca(OH₂) and activated carbon crumb, laid onto support angles and closed with cells of an oil filter, comprising nets coated with a layer of viscin oil, at the same time under the lower basket in the pyramidal bottom there is a window connected with a plate air heater arranged so that its gas channels communicate with a window and via a cover of an air heater, a nozzle for inlet of smoke gases - with an outlet nozzle of steam generator smoke gases, and air channels at the bottom and on the top communicate with lower and upper zones of a boiler house room, accordingly, besides, a nozzle for exhaust of smoke gases communicates with atmosphere via a stack and a deflector, the pyramidal bottom of the body is connected via a hydraulic lock with a drainage pipeline.

EFFECT: increased economic and ecological efficiency of a sanitary attachment of a heat generator in a roof boiler house.

7 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для очистки, утилизации тепла и конденсата дымовых газов теплогенераторов систем автономного теплоснабжения.The invention relates to a power system, namely to heat supply, and can be used for cleaning, utilizing heat and condensate of flue gases from heat generators of autonomous heat supply systems.

Известна насадка для очистки дымовых газов, содержащая короб (корпус), в котором размещены первая ступень очистки, состоящая из вертикальных перфорированных кассет, заполненных частицами дробленой гашеной извести (Ca(OH)₂), и вторая ступень очистки, в которой размещены аналогичные перфорированные кассеты, заполненные частицами активированного угля, причем кассеты расположены внутри газовых каналов, отделенных вертикальными перегородками от воздушных каналов, соединенных в своей нижней части с заборными щелями, под кассетами устроены наклонные лотки, сообщающиеся со сборным карманом (поддоном), днище которого, в свою очередь, соединено с дренажным трубопроводом через гидрозатвор [Патент РФ №2321445, МКл.⁴ B01D 53/60, 2008].Known nozzle for cleaning flue gases containing a box (housing), which houses the first stage of cleaning, consisting of vertical perforated cassettes filled with particles of crushed slaked lime (Ca (OH) ₂ ), and a second cleaning stage, which contains similar perforated cassettes filled with activated carbon particles, the cassettes being located inside the gas channels separated by vertical partitions from the air channels connected in their lower part to the intake slots, arranged under the cassettes on pubic trays, communicating with the collecting pocket (tray), which bottom in turn, is connected to a drain conduit through the water trap [RF patent №2321445, ul. ⁴ B01D 53/60, 2008].

Основными недостатками известной насадки для очистки дымовых газов являются недостаточная эффективность очистки дымовых газов от оксидов азота, оксида углерода и невозможность их очистки от органических примесей (например, от полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), являющихся сильнейшими канцерогенами), что снижает ее экологическую эффективность.The main disadvantages of the known nozzles for cleaning flue gases are the insufficient efficiency of cleaning flue gases from nitrogen oxides, carbon monoxide and the inability to purify them from organic impurities (for example, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which are the strongest carcinogens), which reduces its environmental effectiveness.

Более близким к предлагаемому изобретению является санитарная приставка для теплогенераторов автономных систем теплоснабжения, которая состоит из корпуса, снабженного входным и выходным патрубками входа и выхода дымовых газов, внутри которого в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины, заполненные смесью крошки гашеной извести Ca(OH₂) и активированного угля, уложенные на опорные уголки и закрытые решеткой, покрытой слоем высоковязкого мазута, при этом под корзинами устроены горизонтальные ряды перфорированных труб, правые кромки которых соединены с отверстиями в правой вертикальной стенке корпуса, которая закрыта крышкой с воздушным патрубком, в котором помещен осевой вентилятор, а левые кромки заглушены левой вертикальной стенкой корпуса, причем патрубок выхода дымовых газов сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор и снабжен снизу коническим поддоном, соединенным через гидрозатвор с дренажным трубопроводом [Патент РФ №2390692, МПК F23J 15/02, 2010].Closer to the proposed invention is a sanitary prefix for heat generators of autonomous heat supply systems, which consists of a housing equipped with inlet and outlet nozzles of the inlet and outlet of flue gases, inside of which removable horizontal perforated baskets filled with a mixture of slaked lime powder Ca are placed in a checkerboard pattern (OH ₂₎ and activated carbon, arranged on the supporting brackets and the closed grating coated with a layer of highly viscous fuel oil, wherein the baskets are arranged under the horizon rows of perforated pipes, the right edges of which are connected to the holes in the right vertical wall of the casing, which is closed by a cover with an air pipe in which the axial fan is placed, and the left edges are muffled by the left vertical wall of the casing, and the flue gas outlet pipe communicates with the atmosphere through the chimney and a deflector and is equipped with a conical bottom pan connected through a water trap with a drainage pipe [RF Patent No. 2390692, IPC F23J 15/02, 2010].

Основными недостатками известной санитарной приставки для теплогенератора автономной системы теплоснабжения являются необходимость ее оснащения вентилятором для подачи охлаждающего воздуха, недостаточное охлаждение дымовых газов перед поступлением их в реакционную зону (перфорированные корзины), снижающее скорость реакций взаимодействия NO_x и SO_x с реагентами, повышенное аэродинамическое сопротивление, обусловленное размещением горизонтальных рядов труб, поперечных движению дымовых газов, и использование высоковязкого мазута, в котором содержатся сернистые соединения, что, в конечном счете, уменьшает ее экономическую и экологическую эффективность.The main disadvantages of the well-known sanitary set-top box for the heat generator of an autonomous heat supply system are the need to equip it with a fan for supplying cooling air, insufficient cooling of the flue gases before they enter the reaction zone (perforated baskets), which reduces the reaction rate of NO _x and SO _x reactions with reagents, and increased aerodynamic drag due to the placement of horizontal rows of pipes transverse to the movement of flue gases, and the use of high viscosity fuel oil, in otor contains sulfur compounds, which ultimately reduces its economic and environmental effectiveness.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение экономической и экологической эффективности санитарной приставки для теплогенератора крышной котельной.The technical result, the solution of which the invention is directed, is to increase the economic and environmental efficiency of the sanitary set-top box for the roof boiler heat generator.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая санитарная приставка для крышной котельной состоит из корпуса с пирамидальным днищем, снабженного патрубком выхода дымовых газов, внутри которого в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины, заполненные смесью крошки гашеной извести Ca(OH₂) и активированного угля, уложенные на опорные уголки и закрытые сверху и снизу ячейками масляного фильтра, сетки которых покрыты слоем висцинового масла, при этом под нижней корзиной в пирамидальном днище помещено окно, соединенное с пластинчатым воздухоподогревателем, устроенным таким образом, что его газовые каналы сообщаются с окном и через крышку воздухоподогревателя, патрубок входа дымовых газов - с выходным патрубком дымовых газов парогенератора, а воздушные каналы снизу и сверху сообщаются с нижней и верхней зонами помещения котельной, соответственно, причем патрубок выхода дымовых газов сообщается с атмосферой через дымовую трубу и дефлектор, пирамидальное днище корпуса соединено через гидрозатвор с дренажным трубопроводом.The technical result is achieved by the fact that the proposed sanitary prefix for the roof boiler consists of a body with a pyramidal bottom, equipped with a flue gas outlet pipe, inside of which removable horizontal perforated baskets filled with a mixture of hydrated lime chips Ca (OH ₂ ) are placed in a checkerboard pattern, and activated carbon, laid on supporting corners and closed at the top and bottom by oil filter cells, the grids of which are covered with a layer of viscin oil, while under the lower basket in the pyramid the bottom is placed a window connected to a plate air heater, arranged in such a way that its gas channels communicate with the window and through the air heater cover, the flue gas inlet pipe - with the flue gas outlet pipe of the steam generator, and the air channels below and above communicate with the lower and upper zones the boiler room, respectively, and the flue gas outlet pipe communicates with the atmosphere through the chimney and deflector, the pyramidal bottom of the body is connected through a water seal to the drain pipe a gadfly.

Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора крышной котельной изображена на фиг.1-7.The proposed sanitary prefix for the heat generator of the roof boiler is shown in figures 1-7.

Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора крышной котельной состоит из корпуса 1, снабженного патрубком выхода дымовых газов 2 и пирамидальным днищем 3, внутри которого в шахматном порядке друг над другом размещены съемные горизонтальные перфорированные корзины 4, заполненные смесью крошки гашеной извести Ca(OH₂) 5 и активированного угля 6, уложенные на опорные уголки 7 и закрытые сверху и снизу ячейками масляного фильтра 8, сетки 9 которых покрыты слоем висцинового масла 10, при этом под нижней корзиной 4 в пирамидальном днище 3 помещено окно 11, соединенное с пластинчатым воздухоподогревателем 12, устроенным таким образом, что его газовые каналы 13 сообщаются с окном 11 и через крышку 14 воздухоподогревателя 12, патрубок входа дымовых газов 15 - с выходным патрубком дымовых газов парогенератора (на фиг.1-7 не показан), а воздушные каналы 16 снизу и сверху сообщаются с нижней и верхней зонами помещения котельной, соответственно, причем патрубок выхода дымовых газов 2 сообщается с атмосферой через дымовую трубу 17 и дефлектор 18, пирамидальное днище 3 соединено через гидрозатвор 19 с дренажным трубопроводом (на фиг.1-7 не показан).The proposed sanitary prefix for the roof boiler heat generator consists of a housing 1, equipped with a flue gas outlet pipe 2 and a pyramidal bottom 3, inside of which removable horizontal perforated baskets 4 are filled in a checkerboard pattern, filled with a mixture of hydrated lime chips Ca (OH ₂ ) 5 and activated carbon 6, laid on the supporting corners 7 and closed at the top and bottom by oil filter cells 8, the grids 9 of which are covered with a layer of viscin oil 10, while under the lower basket 4 in the pyramidal bottom 3 pom A window 11 is connected to the plate air heater 12, arranged in such a way that its gas channels 13 communicate with the window 11 and through the cover 14 of the air heater 12, the flue gas inlet pipe 15 - with the flue gas outlet pipe of the steam generator (in Figs. 1-7 shown), and the air channels 16 from the bottom and top communicate with the lower and upper zones of the boiler room, respectively, with the flue gas outlet pipe 2 communicating with the atmosphere through the chimney 17 and deflector 18, the pyramidal bottom 3 is connected through a water seal 19 with a drainage pipe (not shown in Fig.1-7).

Предлагаемая санитарная приставка для теплогенератора крышной котельной работает следующим образом. Дымовые газы, образующиеся в топке теплогенератора (на фиг.1-7 не показан), поступают через патрубок входа дымовых газов 15 и крышку 14 в газовые каналы 13 пластинчатого воздухоподогревателя 12, в воздушные каналы 16 которого из нижней зоны помещения поступает холодный воздух, который за счет самотяги, вызванной естественной конвекцией, обусловленной его нагревом при теплообмене через стенки с горячими дымовыми газами [Г.Н.Делягин и др. Теплогенерирующие установки. - М.: Стройиздат, 1986, с.439], проходит снизу вверх воздушные каналы 15 и, нагретый, поступает в верхнюю зону помещения. При этом дымовые газы на выходе из газовых каналов 13 воздухоподогревателя 12 в окне 11 в результате теплообмена с воздухом, проходящим по воздушным каналам 16, охлаждаются до температуры ниже точки росы, в них начинается процесс конденсации водяных паров и окисление кислородом (кислород присутствует в дымовых газах в результате избытка воздуха, подаваемого на горение топлива и его присоса в теплогенераторе, в результате чего его концентрация может достигать 6-8% объемных [Г.Н.Делягин и др. Теплогенерирующие установки. - М.: Стройиздат, 1986, с.138] оксидов азота (NO) и оксидов серы (SO₂) до NO₂ и SO₃, после чего охлажденные дымовые газы попадают в первую нижнюю перфорированную корзину 4, заполненную смешанной крошкой Ca(OH₂) 5 и активированного угля 6 и закрытую ячейкой масляного фильтра 8, сетки 9 которой покрыты слоем висцинового масла 10 (висциновое масло не имеет вредных примесей и широко используется в ячеистых масляных фильтрах систем вентиляции для очистки воздуха [В.Н.Богословский. Отопление и вентиляция. ч.II. М.: Стройиздат, 1976, с.233] и в то же время способно сорбировать органические и механические примеси, так как его основой являются также органические соединения). В корзине 4 происходят реакции взаимодействия находящихся в дымовых газах оксидов и диоксида азота (NO_x), оксидов серы (SO_x), диоксида углерода (CO₂), уносимых капель конденсата с крошкой гашеной извести 5 с образованием нитрита кальция (Ca(NO₂)₂), нитрата кальция (Ca(NO₃)₂), сульфата кальция (CaSO₄) и углекислого кальция (CaCO₃), а также поглощение крошкой активированного угля 6 и слоем висцинового масла 10 на сетках 9 ячейки масляного фильтра 8 оксида углерода (CO) и органических примесей (например, полиароматические углеводороды - ПАУ) [К.Неницеску. Общая химия. - М.: Высшая школа, 1958, с.417, 483; М.Е.Позин. Технология минеральных удобрений. - Л.: Химия, 1983, с.227]. Очищенные от части вредных примесей дымовые газы, смешанные с воздухом, из нижней корзины 4 проходят через следующие корзины 4, где окончательно очищаются от вредных примесей по вышеупомянутым реакциям и через дымовую трубу 17 и дефлектор 18, который усиливает величину тяги [В.Н.Богословский. Отопление и вентиляция. ч.II. М.: Стройиздат, 1976, с.309], удаляются в атмосферу. Параллельно нагретый воздух, поступая из воздушных каналов 16 воздухоподогревателя 12, в верхнюю зону помещения котельной, где помещена санитарная приставка (например, чердак), обогревает его, большая часть конденсата водяных паров под действием сил тяжести опускается вниз и собирается в пирамидальном днище 3, откуда через гидрозатвор 19 выводится в дренажный трубопровод (на фиг.1-7 не показан), а уносимые капли конденсата адсорбируются на частицах извести 5 и активированного угля 6.The proposed sanitary prefix for the heat generator of the roof boiler works as follows. The flue gases generated in the furnace of the heat generator (not shown in FIGS. 1-7) enter through the flue gas inlet 15 and cover 14 into the gas channels 13 of the plate air heater 12, into the air channels 16 of which cold air enters due to self-traction caused by natural convection, due to its heating during heat transfer through walls with hot flue gases [G.N.Delyagin and others. Heat-generating installations. - M .: Stroyizdat, 1986, p.439], passes from the bottom to the top of the air channels 15 and, when heated, enters the upper zone of the room. In this case, the flue gases at the outlet of the gas channels 13 of the air heater 12 in the window 11 as a result of heat exchange with air passing through the air channels 16 are cooled to a temperature below the dew point, they begin the process of condensation of water vapor and oxygen oxidation (oxygen is present in the flue gas as a result of excess air supplied to the combustion of fuel and its suction in the heat generator, as a result of which its concentration can reach 6-8% by volume [G.N.Delyagin et al. Heat-generating installations. - M .: Stroyizdat, 1986, p.138 ] about sidov nitrogen (NO) and sulfur oxides (SO ₂₎ to NO ₂ and SO _3, after which the cooled flue gases enter the first lower perforated basket 4 filled with the mixed crumb Ca (OH ₂₎ 5 and activated carbon 6 and a closed oil filter unit 8, the mesh 9 of which is covered with a layer of viscine oil 10 (viscine oil has no harmful impurities and is widely used in honeycomb oil filters of ventilation systems for air purification [V.N. Bogoslovsky. Heating and ventilation. Part II. M .: Stroyizdat, 1976, p.233] and at the same time it is capable of sorbing organic and mechanical impurities, since it is also based on organic compounds). In basket 4, reactions occur between the interaction of oxides and nitrogen dioxide (NO _x ), sulfur oxides (SO _x ), carbon dioxide (CO ₂ ) in the flue gas, entrained drops of condensate with slaked lime crumbs 5 to form calcium nitrite (Ca (NO ₂ ) ₂ ), calcium nitrate (Ca (NO ₃ ) ₂ ), calcium sulfate (CaSO ₄ ) and calcium carbonate (CaCO ₃ ), as well as absorption of activated carbon crumbs 6 and a layer of viscin oil 10 on the grids 9 of the cell of the oil filter 8 of carbon monoxide (CO) and organic impurities (for example, polyaromatic hydrocarbons - PAHs) [K. Nenitsesku. General chemistry. - M .: Higher school, 1958, p. 417, 483; M.E. Pozin. The technology of mineral fertilizers. - L .: Chemistry, 1983, p.227]. Purified from part of harmful impurities flue gases mixed with air from the lower basket 4 pass through the following baskets 4, where they are finally cleaned of harmful impurities by the above reactions and through the chimney 17 and deflector 18, which enhances the draft [V.N. Bogoslovsky . Heating and ventilation. Part II. M .: Stroyizdat, 1976, p.309], are removed to the atmosphere. Parallel heated air coming from the air channels 16 of the air heater 12 to the upper zone of the boiler room, where a sanitary prefix is placed (for example, an attic), heats it, most of the condensate of water vapor under the action of gravity falls down and collects in the pyramidal bottom 3, from where through a water trap 19 it is discharged into a drainage pipeline (not shown in Figs. 1-7), and entrained condensate droplets are adsorbed on particles of lime 5 and activated carbon 6.

После утраты реакционной способности гашеной извести 5, насыщения активированного угля 6 и слоя висционового масла 10 в корзинах 4 снимают вертикальную боковую крышку корпуса 1, вытаскивают корзины 4, опорожняют их, заполняют свежей гашеной известью 5, активированным углем 6, закрывают ячейками масляного фильтра 8 с сетками 9, покрытыми слоем свежего висцинового масла 10, и устанавливают их на место.After the loss of reactivity of slaked lime 5, saturation of activated carbon 6 and a layer of viscous oil 10 in the baskets 4, remove the vertical side cover of the housing 1, pull out the baskets 4, empty them, fill them with fresh slaked lime 5, activated carbon 6, and close them with oil filter cells 8 s nets 9, covered with a layer of fresh viscin oil 10, and set them in place.

Продукты реакции очистки - нитрит и нитрат кальция, сульфат кальция (Ca(NO₂)₂ и Ca(NO₃)₂, CaSO₄), шлам из пирамидального днища 3, также насыщенный этими компонентами, далее можно использовать в качестве азотосодержащих удобрений в сельском хозяйстве [М.Е.Позин. Технология минеральных удобрений. - Л.: Химия, 1983, с.227].The products of the purification reaction are nitrite and calcium nitrate, calcium sulfate (Ca (NO ₂ ) ₂ and Ca (NO ₃ ) ₂ , CaSO ₄ ), sludge from the pyramidal bottom 3, also saturated with these components, can be further used as nitrogen-containing fertilizers in rural the economy [M.E. Pozin. The technology of mineral fertilizers. - L .: Chemistry, 1983, p.227].

Очищенный конденсат по мере надобности можно подавать в систему отопления, а излишек в конденсатный бак (на фиг.1-7 не показан), где он хранится.The purified condensate can be supplied to the heating system as needed, and the excess to the condensate tank (not shown in Figs. 1-7), where it is stored.

При этом, наряду с нагревом чердачного помещения, уменьшающего теплопотери здания в целом, исключаются затраты на электроэнергию при эксплуатации санитарной приставки, что увеличивает экономическую эффективность ее работы, предварительное охлаждение дымовых газов в пластинчатом воздухоподогревателе и использование в качестве поглотителя органических примесей ячеек масляного фильтра с сетками, покрытыми висциновым маслом, позволяет увеличить степень очистки от вредных примесей (NO_x, SO_x, CO, ПАУ) и повышает экологическую эффективность теплогенератора, что особенно важно для крышных котельных, расположенных, как правило, в жилых массивах.At the same time, along with heating the attic, which reduces the heat loss of the building as a whole, the costs of electricity are eliminated during the operation of the sanitary unit, which increases the economic efficiency of its operation, pre-cooling of flue gases in a plate air heater and the use of an oil filter mesh cells as an absorber coated with viscin oil, allows to increase the degree of purification from harmful impurities (NO _x , SO _x , CO, PAHs) and increases environmental efficiency heat generator, which is especially important for roof boiler rooms, located, as a rule, in residential areas.

Claims

A sanitary prefix for a roof boiler heat generator, including a housing equipped with an inlet and an outlet that communicates with the atmosphere through a chimney and a deflector, a bottom connected through a hydraulic lock to a drain pipe, removable horizontal perforated baskets are placed in a checkerboard pattern on top of each other, filled with a mixture of crumbs slaked lime Ca (OH ₂₎ and activated carbon, arranged on the supporting corner pieces, characterized in that the bottom is made pyramidal, removable hori The perforated basal baskets are closed by oil filter cells consisting of nets covered with a layer of viscin oil, a window is placed under the lower basket in the pyramidal bottom, connected to a plate air heater, arranged in such a way that its gas channels communicate with the window and through the air heater cover, the smoke inlet port gases - with the outlet pipe of the flue gases of the steam generator, and the air channels from below and above communicate with the lower and upper zones of the boiler room, respectively.