SE439195B - Vermeutbytesanleggning - Google Patents

Description

8204105-4 svavelhalten. Möjligheten till värmeåtervinning är förhål- landevis ringa.

Om man emaljerar de gasberörda ytorna i en värmeväxlare (economiser) vågar man sänka gasernas utgångstemperatur på- tagligt, och därmed höja anläggningens totalverkningsgrad.

Snabb försmutsning av de värmeupptagande ytorna försämrar naturligtvis värmeutbytet, och ett väsentligt moment i föreliggande uppfinning är regelbunden spolning av värme- växlarytorna med en tvättfluid, vilket man hittills icke vågat tillgripa.

Emalj kan sammansättas så att den är motstândskraftig mot syraangrepp resp. motständskraftig mot angrepp av baser.

Praktiska prov har visat att den sura beläggning man erhåller i en avgasvärmeväxlare lätt löses i vatten. Man väljer därför företrädesvis syrafast emalj och spolar värmeväxlarytorna med vanligt vatten. Den under hand allt surare tvättvätskan neutraliseras utanför anläggningen, så att restfluid, efter slamavskiljning, kan släppas ut i av- loppsnätet. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att föreslå åtgärder som medför förbättrat utnyttjande av förbränninge- gasen med samtidig förbättrad avgasrening, utan behov av separat skrubber, och en allmänt förhöjd verkningsgrad.

En värmeutbytesanläggning enligt uppfinningen omfattar åtminstone en efter en anodning som avger heta gaser anord- nad värmeväxlare, där gasberörda ytor är täckta av emalj och har tillräcklig storlek för att sänka gastemperaturen påtagligt under daggpunkten. Uppfinningen kännetecknas av ett tvättfluidcirkulationssystem omfattande sprutmunstycken på åtminstone en horisontell nivå ovanför de berörda ytorna samt medel för att hålla systemet i funktion vid förutbe- stämbara tidpunkter.

I en rationell utföringsform ingår lämpligen i fluid- cirkulationssystemet ett kärl för returfluid, med däri an- ordnad pH-mätare som via ventil styr kärlets avtappning 8204105- 4 till uppsamlingstank. I kärlet kan man lämpligen även an- ordna en lågvattennivåavkännare som styr påfyllning av ny tvättfluid.

För ytterligare förbättrat värmeutbyte kan man till fluidcirkulationssystemet,uppströms sprutmunstyckena, in- koppla en värmeväxlare, lämpligen ingående i en värmepump.

Emaljbeläggningen är företrädesvis av syrafast typ, varvid tvättfluiden utgörs av vatten som visat sig på ett utmärkt sätt kunna lösa de sura sotbeläggningarna.

En by-passledning i avgasledningen som förbikopplar värmeutbytesapparaten kan lämpligen förses med medel för att automatiskt öppna by-passledningen när fluidcirkula- tionssystemet hålls i funktion.

Uppfinningen kommer här nedan att beskrivas med hänvis- ning till bifogade ritningar, på vilka Fig. l visar uppfinningen tillämpad vid en i en fjärrvärme- anläggning ingående värmegenerator med värmeutbytes- apparat enligt uppfinningen, och Fig. 2 visar ett tvärsnitt genom en tub med ytförstorande element ingående i värmeutbytesapparaten enligt Fig. l.

Fig. 1 visar mycket schematiskt en anläggning omfattan- de en hetvattenpanna 10, som via ledningar ll, 12 operativt är förbunden med ett fjärrvärmenät 13. Pannans rökgasled- ning är allmänt betecknad med l4, och är ansluten till en skorsten 15 som för ut i det fria. Gaserna i avgasledningen 14 kan antas ha en temperatur liggande någonstans i inter- vallet l45°C - 250°C. Om en förbränningsmotor använts i stället för pannan l0 hade man kunnat räkna med gastempera- turer i storleksordningen 275° ~ 400°C.

Det vatten som leds in i pannan l0 får ej ha för låg temperatur, och en av en termostat 16 styrd ventil l7 kan via en shuntledning 18 återleda viss mängd vatten från den utgående ledningen ll för blandning med det tillförda returvattnet.

I rökgasledningen 14 finns en värmeutbytesapparat l9, 8204105-4 som innehåller en värmeupptagande yta 20 sammansatt av tuber med ytförstorande element. En typ av sådana tuber kommer att beskrivas i anslutning till Fig. 2) men här finns många olika utföranden att välja på, som ger en total yta som möjliggör upptagande av värme inom en begränsad volym av apparaten 19.

För effektivt tillvaratagande av restvärme i rökgaserna bör temperaturen sänkas så mycket i apparaten 19, att man får kondensatutfällning. Detta kommer att minska halten av föroreningar i den avgående rökgasen, vilket är förmånligt ur miljösynpunkt. De värmeupptagande ytorna, liksom även väggarna i apparaten är täckta med syrafast emalj, vilket även kommer att framgå av Fig. 2.

Fjärrvärmenätet 13 innehåller en returledning 21 och en utgående matarledning 22, och i systemet ingår en cirkula- tionspump 23. Flera pannor 10 kan vara anslutna till samma nät 13.

Värmeutbytesapparaten 19 är via en tilloppsledning 24 och en avloppsleldning 25 ansluten över de två ledningarna 21 och 22, och medelst en pump 26 kan man välja mängd och strömningshastighet på vattensidan i apparaten.

Man kan önska en temperatur i den utgående matarled- ningen 22 av 80” - l20°C och man kan förvänta sig en tempe- ratur i returledningen 21 av 60° - 70°C. Genom att man inte leder hela transportvattenmängden genom värmeutbytesappa- raten 19 kan man modifiera delströmmen så att effektivt ut- nyttjande av tillgängligt värme åstadkoms.

Med en ingående gastemperatur vid värmeutbytesapparaten 19 av cirka l65°C kan man i ledningen 25 hålla en vatten- temperatur av c:a 800 C eller som ur verkningsgrad- synpunkt är den bästa.

En för användning i värmeutbytesapparaten 19 lämpad tub visas i Fig. 2, och är i och för sig av välkänd typ. Själva tuben 27 är försedd med ett antal radiellt anordnade pinnar eller fenor 28, belägna runt tubens periferi. Pinnarna har cirkulärt tvärsnitt, såsom antyds vid 29 i den uppåt riktade pinnen. Såväl fenorna som själva tuben är täckta 8204105-4 med ett syrafast emaljskikt 30.

Emaljeringen kan företas på flera olika sätt, som i och för sig är väl kända inom tekniken. I materialet kan exem- pelvis ingå bl.a. kisel, borax, fältspat, soda,kobolt och nickel, men såväl sammansättningen som själva sintrings- proceduren kan varieras på många sätt som är kända inom tekniken.

Utfällningen på pinnarna 28 i apparaten 19 utgörs av sot och S0-innehållande produkter i fast, jämförelsevis klibbig form. Det har visat sig att vattenbegjutning effek- tivt löser de sura produkterna, varvid sotpartiklarna lätt spolas av. Detta innebär en högst påtaglig effektivisering av anläggningen, såväl vad gäller k-värde som vad angår rökgasrening. Vattenbegjutningen görs lämpligen vid regel- bundet återkommande intervaller, exempelvis 1-4 gånger per dygn.

Vattenbegjutning âstadkoms med hjälp av en spridaran- läggning 31, som i det visade exemplet omfattar väsentligen horisontellt placerade munstycken 32. Munstyckena matas med tvättvatten via en ledning 33, som står i förbindelse med ett uppsamlingskärl 34 för returvatten, och innehåller en cirkulationspump 35.

Pumpen drivs av en motor 36, som styrs av ett tidur 37.

Detta kan inställas så att vattenbegjutning av värmesling- orna i apparaten 19 sker vid förutbestämbara tidpunkter.

De sura beläggningarna löses lätt av vatten, men efter- hand kommer den cirkulerande fluiden att innehålla mer och mer sura beståndsdelar, varvid effektiviteten avtar.

Kärlet 34 är anslutbart till en tank 38, s.k. sottank, där neutralisering av fluiden och utfällning av slam kan ske. Tanken 38 töms på godtyckligt, icke närmare visat sätt.

I kärlet 34 finns en pH-mätare 39 som öppnar en avtapp- ningsventil 40 för tömning av kärlet, när pH-värdet nått förutbestämd gräns, t.ex. pH 3. Friskt vatten tillförs från stamledning 41 under kontroll av en lågvattennivåavkännare 42. En högvattennivâavkännare 43 säkerställer avtappning av 8204105-'4 fluid om överfyllnad skulle uppstå.

Tvättfluiden i spridaranläggningen 31 kommer naturligt- vis att ta upp en viss mängd värme. Denna kan tas till vara i en värmeväxlare 44, lämpligen ingående i en värmepump, som kopplas in mellan pumpen 35 och munstyckena 32. Denna värme kan utnyttjas för förvärmning av förbränningsluft till pannan, eller för annan lokal uppvärmning.

Vid de tillfällen då vattenbegjutning sker i apparaten 19 bör rökgaser inte passera genom densamma. En trevägs- ventil 45, som lämpligen styrs av tiduret 37 sätter då rök- gasledningen 14 i direkt förbindelse med skorstenen 15 via en by-passledning 46.

Den ovan beskrivna och på ritningarna visade anlägg- ningen är endast ett exempel på uppfinningen, vars detal- jer kan varieras pâ många sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. Det gäller att tillvarata restvärme i avlopps- gaser och den anordning som avger dessa kan vara av varie- rande slag. I fjärrvärmeanläggningar ingår t.ex. ofta dieselmotorer, men anläggningen kan även tillämpas vid in- dustriella processer.

Oavsett källa för de heta gaserna ger anläggningen pâ- tagligt renare avgaser, samt förbättrat värmeutbyte jämfört med konventionella värmeväxlare. Dessutom elimineras be- hovet av särskild skrubberanläggning.

Claims (2)

8-204105-4 PATENTKRAV

1. Värmeutbytesanläggning företrädesvis ingående i ett fjärrvärmenät omfattande en värmekälla (10) som avger heta gaser vilka bringas att passera en värmeväxlare (19), ut- rustad med ett tvättfluidcirkulationssystem (31) omfattande sprutmunstycken (32) på åtminstone en horisontell nivå ovanför de gasberörda ytorna (20), k ä n n e t e c k n a d därav, att värmeväxlarytorna (20) är täckta av en emaljbe- läggning (30) av syrafast typ, och har tillräcklig storlek för att vid rådande returvattentemperatur i fjärrvärmenätet säkerställa en sänkning av gastemperaturen till under syra- daggpunkten, att tvättfluiden utgörs av vatten, samt att ett i fluidcirkulationssystemet (31) ingående kärl (34) för returfluid är försett med pH-mätare (39), som via ventil (40) styr kärlets avtappning till uppsamlingstank (38), samt med lâgvattennivåavkännare (42) som styr påfyllning av rent tvättvatten.

2. Värmeutbytesanläggníng enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av en by-passledning (46) som förbikopplar värmeväxlaren (19) samt medel (45, 37) för att öppna by-passledningen vid de tillfällen då fluidcirkula- tionssystemet (31) hålls i funktion.