SK500912011U1 - Method and system for processing of flue gas heat source - Google Patents

Method and system for processing of flue gas heat source Download PDF

Info

Publication number
SK500912011U1
SK500912011U1 SK50091-2011U SK500912011U SK500912011U1 SK 500912011 U1 SK500912011 U1 SK 500912011U1 SK 500912011 U SK500912011 U SK 500912011U SK 500912011 U1 SK500912011 U1 SK 500912011U1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
heat
flue gas
heat source
thermocapacitor
heating medium
Prior art date
Application number
SK50091-2011U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK6120Y1 (en
Inventor
Julius Lukovics
Jozef Konczer
Ernest Szabo
Tomas Potasch
Original Assignee
Heloro S. R. O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heloro S. R. O. filed Critical Heloro S. R. O.
Priority to SK50091-2011U priority Critical patent/SK6120Y1/en
Publication of SK500912011U1 publication Critical patent/SK500912011U1/en
Publication of SK6120Y1 publication Critical patent/SK6120Y1/en
Priority to CZ201226344U priority patent/CZ24883U1/en
Priority to HU20121200181U priority patent/HU4233U/en
Priority to FI20124193U priority patent/FI9994U1/en
Priority to FR1258668A priority patent/FR2979974B3/en
Priority to LU92073A priority patent/LU92073B1/en
Priority to PL121347U priority patent/PL121347U1/en
Priority to DKBA201200135U priority patent/DK201200135U3/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D12/00Other central heating systems
    • F24D12/02Other central heating systems having more than one heat source
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/265Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00Preventing emissions
    • F23J2215/50Carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00Treatment devices
    • F23J2219/70Condensing contaminants with coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/15061Deep cooling or freezing of flue gas rich of CO2 to deliver CO2-free emissions, or to deliver liquid CO2
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/04Gas or oil fired boiler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12Heat pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16Waste heat
    • F24D2200/18Flue gas recuperation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16Waste heat
    • F24D2200/26Internal combustion engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30Technologies for a more efficient combustion or heat usage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Combustion products resulting from the combustion of gaseous fuels (19) containing hydrogen as an exit from the heat source (2) in thermo capacitor (1) cooled to a temperature that is below the dew point of flue gas and is lower than the temperature of the return branch (4) heating medium, the cooling occurs condensation of water vapor and dry gas. Combustion products may cool to below the liquefaction temperature of CO2 from the flue gas CO2 into the atmosphere. Heat from the thermo capacitor (1) can divert the heat pump (9), its output heats the heating medium, preferably in the return line (4). At least part of the heat source (2) may take the form of a cogeneration unit (8), generating electricity, at least a portion of electricity generated is then used to drive the heat pump (9). Flue gas after leaving the thermo capacitor (1) can be heated in the second heat exchanger (11). The flue is connected the thermo capacitor (1) as heat source for heat pump (9) and / or separator (6) CO2.

Description

Spôsob a systém spracovania spalín tepelného zdrojaMethod and system of flue gas treatment of heat source

Oblasť technikyTechnical field

Úžitkový vzor sa týka spôsobu a systému spracovania spalín, ktoré vznikajú pri spaľovacom procese v teplárňach, kogeneračných jednotkách, elektrárňach a podobne, kde sa spaľuje plynné palivo, predovšetkým zemný plyn alebo metán, bioplyn, geotermálny plyn alebo iné plynné zmesi obsahujúce vodík. Úžitkový vzor opisuje efektívnejšie a netradičné využitie plynného paliva na vykurovanie, spaliny sa spracovávajú s cieľom získať z nich ďalšie využiteľné teplo a prípadne tiež s cieľom odstrániť z nich CO2.The utility model relates to a method and system for treating flue gases arising from combustion processes in heating plants, cogeneration units, power plants and the like, where a gaseous fuel, in particular natural gas or methane, biogas, geothermal gas or other gas mixtures containing hydrogen is combusted. The utility model describes a more efficient and unconventional use of gaseous fuel for heating, the flue gas being treated to obtain additional usable heat and possibly also to remove CO 2 from it.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Sú známe plynové kotle, ktoré využívajú kondenzačné teplo. Pri spaľovaní zemného plynu CH4 alebo propánu C3H8 alebo iného plynného paliva horí vodík H2, ktorý je obsiahnutý v týchto plynoch. Horením vodíka H2 sa spolu s oxidom uhličitým CO2 vytvára aj vodná para. Ochladením spalín pod rosný bod dôjde ku kondenzácii vodnej pary H2O obsiahnutej v spalinách a k uvoľneniu kondenzačného tepla. Plyn s objemom lm3 obsahuje približne 0,17 kg vodíka H2, jeho spálením vznikne 1,54 kg vody H2O v podobe cca 2m3 vodnej pary. Pri výpamom teple vody 2 499 kJ/kg predstavuje skondenzovanie tejto pary 3 848,5 kJ latentného tepla. Známe riešenia kondenzačných kotlov pracujú tak, že vykurovacie médium vo vratnej vetve má teplotu dostatočne nižšiu ako je rosný bod, čo je pri bežných spaľovacích podmienkach menej ako 57 °C. Teplota vykurovacieho média vo vratnej vetve kondenzačného kotla by mala byť v rozmedzí 35 až 40 °C. Takéto riešenie je nepoužiteľné pri centrálnom vykurovaní, kde tepláreň pracuje s oveľa teplejším vykurovacím médiom vo vratnej vetve.Gas boilers are known which use condensation heat. When burning natural gas CH 4 or propane C 3 H 8 or other gaseous fuel, the hydrogen H 2 contained in these gases burns. Combustion of hydrogen H 2 together with CO 2 also generates water vapor. Cooling the flue gas below the dew point condenses the water vapor H 2 O contained in the flue gas and releases condensation heat. The gas with a volume of 1 m 3 contains approximately 0.17 kg of hydrogen H 2 , and its combustion produces 1.54 kg of water H 2 O in the form of approximately 2 m 3 of water vapor. At a water heat sink of 2,499 kJ / kg, the condensation of this steam is 3,848.5 kJ of latent heat. The known condensing boiler solutions operate in such a way that the heating medium in the return branch has a temperature sufficiently lower than the dew point, which is less than 57 ° C under normal combustion conditions. The temperature of the heating medium in the return line of the condensing boiler should be between 35 and 40 ° C. Such a solution is useless in central heating, where the heating plant operates with a much warmer heating medium in the return line.

Známe zapojenie termokondenzátorov do odvodu spalín kotlov centrálneho vykurovania má nevýhodu v tom, že spaliny nie je možné ochladiť pod teplotu vratnej vetvy. Čiastočná kondenzácia začína už pri teplote spalín pod 70 °C, avšak efektívne iThe known connection of thermocapacitors to the flue gas outlet of central heating boilers has the disadvantage that the flue gas cannot be cooled below the return flow temperature. Partial condensation starts already at the flue gas temperature below 70 ° C, but effectively i

využitie merného skupenského tepla nastáva až pri teplote pod rosným bodom. Čím viac sa podarí vychladiť spaliny a čím intenzívnejšie prebieha kondenzácia vodnej pary zo spalín, tým viac zvyškového tepla môžeme využiť. Teraz používané termokondenzátory zapojené vo vedení spalín kotlov centrálneho kúrenia v podstate len zvyšujú teplovýmennú plochu kotlov. Podobne riešenia opísané vo zverejnených patentových prihláškach FR2921717A1, CN1865815A neriešia vytvorenie dostatočného teplotného gradientu na termokondenzátore.the utilization of specific latent heat occurs only at a temperature below the dew point. The more it is possible to cool the flue gas and the more intense the condensation of water vapor from the flue gas, the more residual heat we can use. The currently used thermocapacitors connected in the flue gas duct of central heating boilers essentially only increase the heat exchange surface of the boilers. Similarly, the solutions described in published patent applications FR2921717A1, CN1865815A do not solve the formation of a sufficient temperature gradient on the thermocapacitor.

Je žiadané také riešenie, ktoré pri rôznych, aj vyšších teplotách vratnej vetvy umožní schladzovať spaliny a využívať ich na vykurovanie, zároveň by vyšší stupeň ochladzovania spalín mohol napomáhať následnému odlučovaniu CO2v kvapalnej forme.A solution is required that allows the flue gas to be cooled and used for heating at various, even higher, return temperatures, while a higher degree of cooling of the flue gas could help the subsequent removal of CO 2 in liquid form.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Nedostatky doterajšieho stavu techniky podstatným spôsobom odstraňuje spôsob spracovania spalín vznikajúcich spaľovaním plynného paliva v tepelnom zdroji, predovšetkým spalín z plynného paliva ako je zemný plyn, metán, bioplyn, geotermálny plyn alebo iný plyn obsahujúci vodík, kde tepelný zdroj odovzdáva teplo do vykurovacieho média na výstupnej vetve a vykurovacie médium sa vratnou vetvou vracia k tepelnému zdroju podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že spaliny po výstupe z tepelného zdroja sú v kondenzátore ochladené na teplotu, ktorá je nižšia ako rosný bod spalín a zároveň je nižšia ako teplota vratnej vetvy vykurovacieho média, ochladením dochádza ku kondenzácií vodnej pary a vysušeniu spalín. Termokondenzátor je špecifickým typom tepelného výmenníka, ktorý je prispôsobený na agresívne pôsobeniu kondenzátu vyzrážaného zo spalín.The deficiencies of the prior art are substantially eliminated by the method of treating flue gases resulting from the combustion of a gaseous fuel in a heat source, in particular flue gases from a gaseous fuel such as natural gas, methane, biogas, geothermal gas or other hydrogen-containing gas. branch and heating medium return to the heat source according to this technical solution, which is based on the fact that the flue gases after leaving the heat source are cooled in the condenser to a temperature that is lower than the flue gas dew point and lower than the return temperature condensation of water vapor and drying of flue gases. The thermal condenser is a specific type of heat exchanger that is adapted to the aggressive action of condensate precipitated from the flue gas.

Toto ochladenie spalín pod teplotu vratnej vetvy nie je možné vykonať tepelným výmenníkom pracujúcim s vykurovacím médiom vo vratnej vetve, naopak je potrebný dostatočný tepelný gradient, čo na prvý pohľad vyvoláva technické komplikácie. Centrálne tepelné zdroje pracujú s relatívne vysokou teplotou vratnej vetvy a pri takejto teplote nie je možné ani pri veľkých teplovýmenných plochách dosiahnuť kondenzáciu spalín s priamym využitím vratnej vetvy. V princípe aj pri zvýšení teploty výstupnej a následne aj teploty vratnej vetvy v klasických kondenzačných kotloch, napríklad pri zvýšených tepelných stratách vykurovaného objektu, dochádza k reálnemu zníženiu účinnosti kondenzačných kotlov, ktoré sú v určené hlavne pre nízkoteplotné vykurovanie.This cooling of the flue gas below the return temperature cannot be done by a heat exchanger operating with the heating medium in the return branch, on the contrary, a sufficient thermal gradient is required, which at first sight causes technical complications. The central heat sources operate at a relatively high return temperature, and at such a temperature, it is not possible to achieve flue gas condensation even with large heat exchange surfaces with direct use of the return flow. In principle, even when the outlet temperature and consequently the return temperature in conventional condensing boilers is increased, for example at increased heat losses of the heated object, there is a real decrease in efficiency of condensing boilers, which are designed mainly for low-temperature heating.

V prípade centrálneho vykurovania podľa tohto technického riešenia budú spaliny z tepelného zdroja ochladzované v termokondenzátore, ktorého chladiaci okruh nebude priamo prepojený s vratnou vetvou vykurovacieho média. Opísané ochladenie má dve hlavné, vzájomne kombinovateľné výhody. Ochladením v termokondenzátore sa uvoľní teplo a zároveň sa môže z vysušených spalín ďalším schladením odstraňovať CO2, ktorý je považovaný za skleníkový plyn a ktorého uvoľňovanie do ovzdušia sa sankcionuje na rôznych úrovniach. Vykurovacie médium má zvyčajne podobu upravenej vody.In the case of central heating according to this invention, the flue gases from the heat source will be cooled in a thermocapacitor whose cooling circuit will not be directly connected to the return branch of the heating medium. The described cooling has two main, combinable advantages. Cooling in the thermocapacitor releases heat, and at the same time CO 2 , which is considered a greenhouse gas and whose release to the air is sanctioned at different levels, can be removed from the dried flue gas by further cooling. The heating medium usually takes the form of treated water.

Uvoľnené teplo v termokondenzátore je vo vzťahu k vykurovaciemu médiu nízkoteplotné a nie je ho možné priamo presunúť do vratnej vetvy, preto vo výhodnom riešení bude termokondenzátor schladzujúci spaliny napojený na tepelné čerpadlo tak, že teplo z termokondenzátora je cez teplonosné médium privádzané na vstup tepelného čerpadla, ktorým je teplo prenášané do vratnej vetvy vykurovacieho média. Týmto spôsobom sa dosiahne predohrev vykurovacieho média pred vstupom do hlavného tepelného zdroja. Tepelné čerpadlo bude vo výhodnom usporiadaní pracovať tak, že nízkoteplotný okruh na vstupe tepelného čerpadla bude uzavretý v slučke s termokondenzátorom, ale zároveň bude v tomto okruhu zapojený regulovateľný trojcestný ventil a obehové čerpadlo, ktoré bude privádzať teplonosné médium aj z iného zdroja nízkopotencionálneho tepla.The heat released in the thermocapacitor is low in relation to the heating medium and cannot be directly transferred to the return line, therefore, in a preferred solution, the flue gas-cooling thermocapacitor will be connected to the heat pump so that heat from the thermocapacitor is supplied to the heat pump via by which the heat is transferred to the return branch of the heating medium. In this way, the heating medium is preheated before it enters the main heat source. In a preferred embodiment, the heat pump will operate such that the low temperature circuit at the heat pump inlet is closed in loop with the thermal condenser, but at the same time an adjustable three-way valve and circulation pump will be wired in the circuit to deliver the heat transfer medium from another source of low potential heat.

Spaliny ochladené v termokondenzátore môžu byť na jeho výstupe čiastočne ohrievané v druhom tepelnom výmenníku, ktorý môže byť prepojený s prvým tepelným výmenníkom zaradeným pred termokondenzátorom. Aj v prípade, že by sa spaliny ohrievali na pôvodnú teplotu, akú mali pred vstupom do termokondenzátora, je tepelná bilancia pozitívna, keďže v suchých spalinách sa už v podstate nenachádza voda, nie je teda potrebné ju zohrievať naspäť. Výhodné bude spaliny zohrievať len čiastočne a to tesne nad teplotu rosného bodu, aby ani prípadné vodné zvyšky nemali snahu kondenzovať v komíne. Za druhým tepelným výmenníkom môže byť zaradený ešte spalinový ventilátor.The flue gas cooled in the thermocapacitor may be partially heated at its outlet in a second heat exchanger, which may be connected to the first heat exchanger upstream of the thermocapacitor. Even if the flue gas would be heated to its original temperature prior to entering the thermocapacitor, the heat balance is positive as there is essentially no water in the dry flue gas, so there is no need to heat it back. It will be advantageous to heat the flue gases only partially, just above the dew point, so that even any residual water does not tend to condense in the chimney. A flue gas fan can be installed downstream of the second heat exchanger.

Podstatnou výhodou preloženého riešenia je možnosť odstraňovať z vysušených spalín CO2 , napríklad skvapalňovaním. Odlučovač CO2 môže byť zapojený za termokondenzátorom, prípadne za druhým tepelným výmenníkom.An essential advantage of the folded solution is the possibility to remove CO 2 from the dried flue gas, for example by liquefaction. The CO 2 separator can be connected downstream of the thermal condenser or after the second heat exchanger.

Obzvlášť výhodne bude usporiadanie, kedy tepelný zdroj alebo aspoň časť tepelného zdroja je tvorená kogeneračnou jednotkou, ktorá vyrába elektrickú energiu a zároveň teplo. Vyrobená elektrická energia môže byť využitá na pohon tepelného čerpadla ako aj na napájanie ostatných regulačných prvkov a obehových čerpadiel.It will be particularly preferred that the heat source or at least a portion of the heat source is formed by a cogeneration unit that generates both electricity and heat. The electricity generated can be used to drive the heat pump as well as to power the other control elements and circulation pumps.

Radenie jednotlivých stupňov predohrevu vartnej vetvy môže mať rôzne usporiadenie, napríklad tak, že najskôr sa bude vykurovacie médium zohrievať tepelným čerpadlom, potom odpadovým teplom z kogeneračnej jednotky a následne priamo spalinami v prvom tepelnom výmenníku typu plyn / tekutina. Takéto poradie je výhodne z hľadiska potrebných teplotných gradientov, v princípe je však možné aj iné poradenie alebo vynechanie niektorého typu predohrevu pri zachovaní podstaty predloženého technického riešenia.The shifting of the individual stages of the preheater branch can be of various configurations, for example by first heating the heating medium with a heat pump, then with the waste heat from the cogeneration unit and then directly with the flue gas in the first gas / liquid heat exchanger. Such an order is advantageous in view of the necessary temperature gradients, but in principle other ordering or omission of any type of preheating is possible, while maintaining the essence of the present invention.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické riešenie je bližšie vysvetlené na príkladoch podľa obrázkov 1 až 4.The technical solution is explained in more detail in the examples according to Figures 1 to 4.

Na obrázku 1 je schematický pohľad na zaradenie termokondenzátora vo výstupe spalín z kotla spolu s dvoma tepelnými výmenníkmi a spalinovým ventilátorom, kde termokondenzátor odovzdáva teplo tepelnému čerpadlu.Figure 1 is a schematic view of the inclusion of a thermocapacitor in the flue gas outlet of the boiler along with two heat exchangers and a flue gas fan, where the thermocapacitor transfers heat to the heat pump.

Na obrázku 2 je schematický pohľad na zaradenie odlučovača vo výstupe spalín z kotla spolu s dvoma tepelnými výmenníkmi a spalinovým ventilátorom.Figure 2 is a schematic view of the arrangement of the separator in the flue gas outlet of the boiler together with two heat exchangers and a flue gas fan.

Na obrázku 3 je znázornená celková schéma zapojenia klasického vykurovacieho kotla s kogeneračnou jednotkou a tepelným čerpadlom, ktoré je poháňané elektrickou energiou z kogeneračnej jednotky.Figure 3 shows an overall wiring diagram of a conventional heating boiler with a cogeneration unit and a heat pump, which is powered by electricity from the cogeneration unit.

Na obr. 4 je znázornené zapojenie kogeneračnej jednotky s termokondenzátorom bez kotla.In FIG. 4 shows the connection of a cogeneration unit with a thermal condenser without a boiler.

Príklady uskutočnenia technického riešeniaExamples of technical solution

Príklad 1Example 1

V tomto príklade podľa obrázkov 1 a 3 je opísané zapojenie v centrálnej teplárni, ktoré tvorí systém spracovania spalín tepelného zdroja 2. Tepelný zdroj 2 je pritom tvorený plynovým kotlom 7, prípadne kaskádovo zapojenými viacerými plynovými kotlami 7 na zemný plyn a kogeneračnou jednotkou 8, ktorá tiež spaľuje zemný plyn.In this example according to FIGS. 1 and 3, the connection in a central heating plant, which forms the flue gas treatment system of the heat source 2, is described. The heat source 2 comprises a gas boiler 7 or cascaded multiple gas boilers 7 and a cogeneration unit 8. it also burns natural gas.

Spaliny z kogeneračnej jednotky 8 a z plynových kotlov 7 sú vedené do spoločného vedenia 5 spalín, v ktorom je zaradený prvý platňový tepelný výmenník 10 typu plyn/tekutina. V tomto prvom tepelnom výmenníku 10 dochádza k prenosu tepla do vykurovacieho média pri teplotách nad teplotou vratnej vetvy 4. Za ním sa nachádza termokondenzátor X, ktorý je schopný vychladiť spaliny pod teplotu vratnej vetvy 4 vykurovacieho média, keďže nie je napojený na relatívne teplú vratnú vetvu 4, ale je napojený na tepelné čerpadlo 9. Z termokondenzátora X sa odvádza teplo samostatným okruhom s teplonosným médiom 20 do tepelného čerpadla 9, kde sa toto nízkopotencionálne teplo prečerpáva na vyššiu teplotu, teraz už využiteľnú vo vykurovacom systéme. Vo výhodnom nastavení bude výstup tepelného čerpadla 9 zohrievať vratnú vetvu 4 vykurovacieho média, keďže týmto spôsobom sa dosiahne lepší teplotný gradient na príslušnom výmenníku 12 typu tekutina/tekutina. V tomto príklade je ako vykurovacie médium a ako teplonosné médium 20 použitá upravená voda.The flue gases from the cogeneration unit 8 and from the gas boilers 7 are led to a common flue gas line 5, in which a first plate heat exchanger 10 of the gas / liquid type is arranged. In this first heat exchanger 10 heat is transferred to the heating medium at temperatures above the return temperature 4. Behind it is a thermocapacitor X which is able to cool the flue gas below the return temperature of the heating medium as it is not connected to a relatively hot return branch. 4, but connected to the heat pump 9. Heat is dissipated from the thermal condenser X by a separate heat transfer circuit 20 to the heat pump 9, where this low-potential heat is pumped to a higher temperature now usable in the heating system. In a preferred setting, the outlet of the heat pump 9 will heat the return medium 4 of the heating medium, since in this way a better temperature gradient is achieved on the respective fluid / liquid exchanger 12. In this example, treated water is used as heating medium and heat transfer medium 20.

Keďže počiatočné teplotné pomery na výstupe z termokondenzátora X nebudú pre štartovanie tepelného čerpadla 9 zvyčajne vyhovujúce, je inak uzavretý okruh s teplonosným médiom 20 a s obehovým čerpadlom 13 doplnený o trojcestný ventil 14 aje napojený na iný zdroj 16 nízkopotencionálneho tepla, napríklad v podobe zásobníka, nádrže, studne, rieky a podobne. Po spustení systému sa trojcestným ventilom 14 a pripojením na zdroj upravenej vody reguluje vstupná teplota teplonosného média 20 tak, aby tepelné čerpadlo 9 pracovalo v efektívnej zóne svojej charakteristiky. Po konsolidácií teplotných pomerov tepelné čerpadlo 9 na vstupe pracuje výhradne s teplonosným médiom 20 v uzavretom okruhu s termokondenzátorom L·Since the initial temperature conditions at the outlet of the thermal condenser X will not usually be suitable for starting the heat pump 9, the otherwise closed circuit with the heat transfer medium 20 and the circulation pump 13 is supplemented by a three-way valve 14 and connected to another low-potential heat source 16, e.g. , wells, rivers and the like. After the system is started, the inlet temperature of the heat transfer medium 20 is controlled by the three-way valve 14 and connected to the treated water source so that the heat pump 9 operates in the effective zone of its characteristic. After the temperature conditions have been consolidated, the inlet heat pump 9 operates exclusively with the heat transfer medium 20 in a closed circuit with a thermocapacitor L ·

V spalinovej vetve v tomto príklade je za termokondenzátorom j_ zaradený odlučovač 6 CO2 . Mohol by byť zaradený aj v inej časti odťahu vysušených spalín, v tomto bode sú však spaliny v podstate najstudenšie a preto odlučovač 6 pracujúci na princípe skvapalnenia CO2 tu bude pracovať najúčinnejšie. Použitie odlučovača 6 CO2 nie je pritom nevyhnutné, len zlepšuje celkové úžitkové vlastnosti zapojenia.In the flue gas branch in this example, a CO2 separator 6 is arranged downstream of the thermocapacitor. It could also be included in another part of the exhaust flue gas drying, but at this point the exhaust gas is basically the coldest and therefore the separator 6 working on the principle of CO 2 liquefaction will work most effectively here. The use of a CO 2 separator is not necessary, but only improves the overall performance of the circuit.

Za odlučovačom 6 CO2 je ešte druhý tepelný výmenník 11 typu plyn/tekutina. Úlohou druhého tepelného výmeníka je zohriať vysušené spaliny na teplotu nad rosný bod. Prvý tepelný výmenník 10 je zapojený do série s druhým tepelným výmenníkom 11 a výstupy z tohto zapojenia sú zaústené do vratnej vetvy 4 vykurovacieho média, výhodne až za pripojením tepelných výmenníkov 12 od tepelného čerpadla 9 a od kogeneračnej jednotky 8 . Spaliny teda najskôr odovzdajú časť svojho tepla v prvom tepelnom výmenníku 10 a toto teplo je využité na ohrev vratnej vetvy 4 resp. na neskoršie zohriatie spalín ochladených a vysušených v termokondenzátore L Nízkopotencionálne teplo, ktoré získame zo spalín v termokondenzátore i vrátane kondenzačného tepla vodnej pary, je zdrojom tepla na vstupe tepelného čerpadla 9.Downstream of the CO 2 separator 6 is a second gas / liquid heat exchanger 11. The task of the second heat exchanger is to heat the dried flue gas to a temperature above the dew point. The first heat exchanger 10 is connected in series with the second heat exchanger 11 and the outlets of this connection are connected to the return branch 4 of the heating medium, preferably only after the connection of the heat exchangers 12 from the heat pump 9 and the cogeneration unit 8. Thus, the flue gases first transfer part of their heat in the first heat exchanger 10 and this heat is used to heat the return branch 4 and the heat exchanger 4, respectively. for later heating of the flue gas cooled and dried in the thermocapacitor L The low-potential heat we obtain from the flue gas in the thermocapacitor, including the condensation heat of the water vapor, is the heat source at the heat pump inlet 9.

Za druhým tepelným výmenníkom 11 vo vedení 5 spalín je umiestnený spalinový ventilátor 15, ktorý zlepšuje ťah v komíne. Ťah v komíne zlepšuje aj ohrievanie vysušených spalín v druhom tepelnom výmenníku 11.Downstream of the second heat exchanger 11 in the flue gas line 5 is a flue gas fan 15 which improves the draft in the chimney. The chimney draft also improves the heating of the dried flue gas in the second heat exchanger 11.

V tomto príklade je kogeneračná jednotka 8 tvorená klasickým spaľovacím motorom upraveným na pohon plynným palivom 19, ktorým je zemný plyn, pričom spaliny sú zaústené do spoločného spalinového vedenia 5. Kogeneračná jednotka 8. vytvára teplo, ktoré je odvádzané do vratnej vetvy 4. Môže sa jednať o priame zapojenie alebo vo výhodnom usporiadaní podľa tohto príkladu o oddelený okruh, ktorý je cez tepelný výmenník 12 tekutina/tekutina pripojený k vratnej vetve 4 vykurovacieho média. Obeh v okruhu tepelný výmenník - kogeneračná jednotka 8 bude zabezpečený obehovým čerpadlom 13. Obehové čerpadlo 13 môže byť použité aj na strane pripojenia tepelného výmenníka 12 k vratnej vetve 4. S ohľadom na hydraulické pomery v potrubí a v tepelnom výmenníku 12 bude toto obehové čerpadlo zabezpečovať aj regulačnú funkciu bez potreby zapojenia klasických ventilov 17. Klasické ventily 17 môžu byť umiestnené ako bypass pri prvom tepelnom výmenníku 10, ako bypass pri výmenníku 12 tepelného čerpadla 9, na pripojení iného zdroja 16 nízkopotencionálneho tepla a na iných miestach.In this example, the cogeneration unit 8 consists of a conventional internal combustion engine adapted to be powered by a gaseous fuel 19, which is natural gas, the flue gases being connected to a common flue gas line 5. The cogeneration unit 8 generates heat that is discharged to the return line 4. it may be a direct circuit or, in the preferred embodiment according to this example, a separate circuit which is connected to the return line 4 of the heating medium via a liquid / liquid heat exchanger 12. Circulation in the heat exchanger - cogeneration unit 8 will be ensured by the circulation pump 13. The circulation pump 13 can also be used on the side of the heat exchanger 12 to the return branch 4. Due to the hydraulic conditions in the piping and the heat exchanger 12 this circulation pump will also provide The conventional valves 17 may be positioned as a bypass at the first heat exchanger 10, as a bypass at the heat exchanger 12 of the heat pump 9, to connect another low-potential heat source 16 and elsewhere.

Kogeneračná jednotka 8 je svojím elektrickým výstupom pripojená do verejného rozvodu 18 elektrickej energie, k čomu slúžia známe zapojenia regulačných, synchronizačných prvkov a prípadne transformátor. V rámci potrieb teplárne je elektrický výstup z kogeneračnej jednotky 8 použitý na elektrické napájanie všetkých systémov vrátane tepelného čerpadla 9, obehových Čerpadiel 13 a regulačných prvkov.The cogeneration unit 8 is connected with its electrical output to the public electricity supply 18, for which known connections of the control, synchronization elements and possibly a transformer serve. To meet the needs of the heating plant, the electrical output of the cogeneration unit 8 is used to power all systems including the heat pump 9, the circulation pumps 13 and the control elements.

Priebehy teplôt, teplotných gradientov v jednotlivých častiach zapojenia môžeme v tomto príklade opísať nasledovne. Centrálna tepláreň napája svojím teplom sídliska v meste, pričom vo vratnej vetve 4 na vstupe do teplárne má vykurovacie médium teplotu 50 °C. V bežnom zapojení by kotol 7 na plynné palivo 19 musel vykurovacie médium teplé 50 °C zohriať na 75 °C požadovaných vo výstupnej vetve 3 len v rámci priameho vykurovania v kotli. Prvé odbočenie vo vratnej vetve 4 predstavuje napojenie tepelného výmenníka 12 vo vetve tepelného čerpadla 9. Regulovaný obtok tohto napojenia je zabezpečený ventilom 17. V tepelnom výmenníku 12 sa vykurovacie médium zohreje na 52 °C a to vďaka teplotnému spádu 55 °C / 50 °C na strane tepelného čerpadla 9. Tepelné čerpadlo 9 je teda schopné predohriať vratnú vetvu o 2 °C. V okruhu medzi tepelným čerpadlom 9 a tepelným výmenníkom 12 je zaradené obehové čerpadlo 13.The courses of temperatures, temperature gradients in the individual wiring parts can be described in this example as follows. The central heating plant supplies its housing heat in the city, while the return medium 4 at the inlet to the heating plant has a heating medium temperature of 50 ° C. In the conventional circuit, the gaseous fuel boiler 7 would have to heat the 50 ° C heating medium to the 75 ° C required in the outlet branch 3 only as a direct heating in the boiler. The first branch in the return line 4 represents the connection of the heat exchanger 12 in the heat pump branch 9. The controlled bypass of this connection is provided by the valve 17. In the heat exchanger 12 the heating medium is heated to 52 ° C due to a temperature gradient of 55 ° C / 50 ° C. The heat pump 9 is thus able to preheat the return line by 2 ° C. A circulation pump 13 is provided in the circuit between the heat pump 9 and the heat exchanger 12.

Ďalej je vo vratnej vetve 4 cez obehové čerpalo 13 pripojený výmenník 12 zo strany kogeneračnej jednotky 8. Z kogeneračnej jednotky 8 vystupujú spaliny teplé 60 °C. Z kogeneračnej jednotky 8 vystupuje tiež teplonosné médium teplé 78 °C, ktoré po odovzdaní tepla vychádza z tepelného výmenníka 12 s teplotou 56 °C. Tento teplotný spád zabezpečí zohriatie vykurovacieho média z 52 °C na 55 °C. Následne je k vratnej vetve 4 pripojený vstup a výstup prvého a druhého tepelného výmenníka 10, 11, ktoré sú vzájomne sériovo zapojené. Vykurovacie médium s teplotou 55 °C najskôr za pomoci obehového čerpadla 13 vstupuje do druhého tepelného výmenníka 11, kde zohrieva spaliny, výstup z druhého tepelného výmenníka H. je spojený so vstupom do prvého tepelného výmenníka 10, kde sa vykurovacia voda zohrieva ešte horúci spalinami pred ich vstúpením do termokondenzátora L Tu sa vykurovacie médium zohrieva na 57 °C a vracia sa naspäť do vratnej vetvy 4 s teplotou 56 °C (rozdiel medzi 56 °C a 57 °C je tvorený tepelnými stratami).Furthermore, a heat exchanger 12 is connected to the cogeneration unit 8 via the circulation pump 13 via the recirculation branch 4. From the cogeneration unit 8, flue gases with a temperature of 60 [deg.] C. are produced. From the cogeneration unit 8, a heat transfer medium of 78 ° C also emerges, which, after the heat is transferred, exits from the heat exchanger 12 with a temperature of 56 ° C. This temperature gradient ensures that the heating medium is heated from 52 ° C to 55 ° C. Subsequently, the inlet and outlet of the first and second heat exchangers 10, 11 are connected to the return branch 4, which are connected in series with each other. The heating medium having a temperature of 55 ° C initially by means of a circulation pump 13 enters the second heat exchanger 11 where it heats the flue gas, the outlet of the second heat exchanger H. is connected to the inlet to the first heat exchanger 10 where the heating water is still heated with hot flue gas by entering them into the thermocapacitor L Here, the heating medium is heated to 57 ° C and returned to the return branch 4 at 56 ° C (the difference between 56 ° C and 57 ° C is the heat loss).

Do kotla 7 vstupuje vykurovacie médium predohriate na 56 °C, čo predstavuje významnú tepelnú úsporu systému, kedy kotol 7 vyhrieva vykurovacie médium vo výstupnej vetve s podstatne menším priamo uvoľneným teplom. Zjednodušene sa dá uviesť, že v tomto príklade sme ušetrili energiu, ktorá zodpovedá zohriatiu vykurovacieho média z 50 °C na 56 °C. V samostatnom okruhu tepelného čerpadla 9 obieha teplonosné médium, pričom priamo na vstupe má teplotný spád 10 °C / 18 °C. Na výstupe z termokondenzátora ije pritom teplotný gradient 10 °C / 31 °C. Vhodnú reguláciu teploty pritom zabezpečuje trojcestný ventil 14. Na príklade týchto teplôt vidíme výhodnosť navrhnutého usporiadania, kedy chladiaca vetva termokondenzátora i je napájaná teplonosným médiom o teplote len 10 °C, čo zaručuje dostatočný teplotný gradient, ktorý nie je možné dosiahnuť pomocou vykurovacieho média teplého najmenej 50 °C.Boiler 7 enters the heating medium preheated to 56 ° C, which represents a significant thermal savings of the system, when the boiler 7 heats the heating medium in the outlet branch with substantially less directly released heat. To put it simply, in this example, we saved energy that corresponds to heating the heating medium from 50 ° C to 56 ° C. A heat transfer medium circulates in a separate circuit of the heat pump 9, having a temperature gradient of 10 ° C / 18 ° C directly at the inlet. At the outlet of the thermocapacitor there is a temperature gradient of 10 ° C / 31 ° C. Suitable temperature control is ensured by the three-way valve 14. In the example of these temperatures we see the advantage of the proposed arrangement, where the cooling branch of the thermocapacitor i is fed by a heat transfer medium of only 10 ° C, which guarantees a sufficient temperature gradient. Deň: 32 ° C.

Všetky teploty uvádzané v tomto príklade je potrebné považovať za príklad, ktorý sa môže odlišovať od iných príkladov aj viac ako v rozsahu +- 10°C, pričom je dôležitá skôr vzájomná úroveň teplotných hladín ako konkrétna hodnota. Preto je nutné uvedené hodnoty teplôt brať ako príklad, ktorý nezužuje rozsah ochrany len na uvedené hodnoty.All temperatures given in this example are to be considered as an example which may differ from the other examples beyond the range of + - 10 ° C, the relative level of temperature levels being more important than the specific value. It is therefore necessary to take the indicated temperature values as an example, which does not limit the scope of protection to the given values.

Príklad 2Example 2

V tomto príklade podľa obrázkov 2 a 4 je opísané zapojenie s kogeneračnou jednotkou 8, ktorá je poháňaná plynným palivom, v tomto príklade bioplynom a tvorí tiež tepelný zdroj 2. Oproti predchádzajúcemu príkladu nie je v tomto zapojení tepelné čerpadlo 9, ale spaliny po prechode cez prvý tepelný výmenník 10 sú vedené do odlučovača 6 CO2, kde sú schladené pod úroveň teploty vratnej vetvy 4 vykurovacieho média a to na úroveň skvapalnenia CO2. Následne sú vysušené spaliny zohriate v druhom výmenníku 11 a cez spalinový ventilátor 15 sú vypustené do ovzdušia. V princípe je takéto usporiadanie možné skombinovať aj so zapojením kotla na plynné palivo, konkrétne zapojenie bude ovplyvnené pomerom požadovaného elektrického a tepelného výkonu.In this example of FIGS. 2 and 4, a circuit is described with a cogeneration unit 8 which is powered by a gaseous fuel, in this example a biogas and also forms a heat source 2. In contrast to the previous example, this is not a heat pump 9 but flue gas after passing the first heat exchanger 10 is fed to a CO 2 separator 6 where it is cooled below the temperature of the return medium 4 of the heating medium to the CO 2 liquefaction level. Subsequently, the dried flue gas is heated in the second exchanger 11 and discharged through the flue gas fan 15 into the atmosphere. In principle, such an arrangement can also be combined with the connection of the gas-fired boiler, in particular the connection will be influenced by the ratio of the required electrical and thermal output.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto technického riešenia je možné priemyselne a opakovane využívať teplo zo spalín tepelného zdroja a výhodne aj odlučovať zo spalín CO2. Zapojenie s tým súvisiaci spôsob zvyšuje tepelnú účinnosť systému a zvyšuje technickú využiteľnosť plynného paliva.Industrial applicability is obvious. According to this technical solution, it is possible to industrially and reuse heat from the flue gas of a heat source and preferably also to remove CO 2 from the flue gas. The associated method increases the thermal efficiency of the system and increases the technical usability of the gaseous fuel.

Claims (22)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Spôsob spracovania spalín vznikajúcich spaľovaním plynného paliva (19) v tepelnom zdroji (2), predovšetkým spalín z plynného paliva (19) obsahujúceho vodík, kde tepelný zdroj (2) odovzdáva teplo do vykurovacieho média na výstupnej vetve (3) a vykurovacie médium sa vratnou vetvou (4) vracia k tepelnému zdroju (2) vyznačujúci sa tým, že spaliny po výstupe z tepelného zdroja (2) sú v termokondenzátore (1) ochladené na teplotu, ktorá je nižšia ako rosný bod spalín a zároveň je nižšia ako teplota vratnej vetvy (4) vykurovacieho média, pri ochladení dochádza aspoň ku čiastočnej kondenzácií vodnej pary, k uvoľneniu tepla zo spalín a k aspoň čiastočnému vysušeniu spalín.Method for treating flue gases resulting from combustion of gaseous fuel (19) in a heat source (2), in particular flue gases from a gaseous fuel (19) containing hydrogen, wherein the heat source (2) transfers heat to the heating medium at the outlet branch (3) and the heating medium returns to the heat source (2) by the return branch (4), characterized in that the flue gas, after leaving the heat source (2), is cooled in the thermocapacitor (1) to a temperature lower than the dew point of the flue gas at least partially condensing water vapor, releasing heat from the flue gas and at least partially drying the flue gas. 2. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že spaliny sa ochladzujú na teplotu v rozsahu 10 °C až 50 °C, výhodne 25 °C až 40 °C.Method for treating flue gases of a heat source (2) according to claim 1, characterized in that the flue gases are cooled to a temperature in the range of 10 ° C to 50 ° C, preferably 25 ° C to 40 ° C. 3. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že spaliny sa ochladzujú až na alebo pod teplotu skvapalnenia CO2 a zo spalín vypúšťaných do ovzdušia sa odlúči CO2.3. A process for treating exhaust gases of the heat source (2) according to claim 1, characterized in that the flue gases are cooled to a temperature at or below the liquefaction of CO 2 from the flue gas and discharged into the air into the atmosphere of CO2. 4. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3 vyznačujúci sa tým, že teplo zo spalín, výhodne prostredníctvom termokondenzátora (1), sa odvedie do tepelného Čerpadla (9), ktoré svojím výstupom zohrieva vykurovacie médium, výhodne vo vratnej vetve (4) vykurovacieho média.Method for treating the flue gas of a heat source (2) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the heat from the flue gas, preferably by means of a thermocapacitor (1), is discharged to a heat pump (9) which heats the heating medium. in the return line (4) of the heating medium. 5. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 4 vyznačujúci sa tým, že spaliny sa ešte pred termokondenzátorom (1) vedú cez prvý tepelný výmenník (10), ktorý zohrieva vykurovacie médium vo vratnej vetve (4).Method for treating flue gases of a heat source (2) according to claim 4, characterized in that the flue gases are passed upstream of the thermocapacitor (1) via a first heat exchanger (10) which heats the heating medium in the return branch (4). nn 6. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5 vyznačujúci sa tým, že aspoň časť tepelného zdroja (2) je tvorená kogeneračnou jednotkou (8), ktorá vyrába elektrickú energiu.Method for treating flue gases of a heat source (2) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least a part of the heat source (2) is formed by a cogeneration unit (8) that generates electricity. 7. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 6 vyznačujúci sa tým, že aspoň časť vyrobenej elektrickej energie je použitá na pohon tepelného čerpadla (9) a/alebo regulačných prvkov a/alebo obehových čerpadiel (13).Method for treating flue gases of a heat source (2) according to claim 6, characterized in that at least a part of the generated electrical energy is used to drive the heat pump (9) and / or the control elements and / or circulation pumps (13). 8. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7 vyznačujúci sa tým, že kogeneračná jednotka (8) vykuruje svojím odpadovým teplom vykurovacie médium, výhodne vo vratnej vetve (4) a výhodne cez tepelný výmenník (12) s obehovým čerpadlom (13).Method for treating flue gases of a heat source (2) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the cogeneration unit (8) heats the heating medium with its waste heat, preferably in the return branch (4) and preferably via a heat exchanger (12). a circulation pump (13). 9. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8 vyznačujúci sa tým, že spaliny po výstupe z termokondenzátora (1) sú ohrievané v druhom tepelnom výmenníku (11), výhodne nad teplotu rosného bodu spalín alebo k teplote rosného bodu spalín.Method for treating the flue gas of a heat source (2) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the flue gas, after leaving the thermocapacitor (1), is heated in a second heat exchanger (11), preferably above the dew point of the flue gas or flue gas point. 10. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 9 vyznačujúci sa tým, že teplo použité na zohrievanie spalín po výstupe z termokondenzátora (1) je získavané z prvého tepelného výmenníka (10), ktorý je zaradený pred termokondenzátorom (1) alebo z vykurovacieho média vo vratnej vetve (4).Method for treating flue gas of a heat source (2) according to claim 9, characterized in that the heat used to heat the flue gas after leaving the thermocapacitor (1) is obtained from a first heat exchanger (10) upstream of the thermocapacitor (1) or from heating medium in the return branch (4). 11. Spôsob spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4 až 10 vyznačujúci sa tým, že teplonosné médium medzi termokondenzátorom (1) a tepelným čerpadlom (9) sa premiešava vzájomne cez trojcestný ventil (14) alebo sa premiešava s teplonosným médiom z iného zdroja (16) nízkopotencionálneho tepla.Method for treating flue gases of a heat source (2) according to any one of claims 4 to 10, characterized in that the heat transfer medium between the thermocapacitor (1) and the heat pump (9) is mixed with one another via a three-way valve (14) or mixed with the heat transfer medium. from another low-potential heat source (16). 12. Systém spracovania spalín vznikajúcich spaľovaním plynného paliva (19) v tepelnom zdroji (2), predovšetkým spalín z plynného paliva (19) obsahujúceho vodík, kde tepelný zdroj (2) je pripojený k výstupnej a vratnej vetve (3, 4) vykurovacieho média v y z n a č u j ú c i sa t ý m , že vo vedení (5) spalín je zapojený tepelný prvok s teplovýmennou plochou ochladenou na teplotu nižšiu ako je teplota vratnej vetvy (4) vykurovacieho média, výhodne je tento tepelný prvok súčasťou termokondenzátora (1).System for treating flue gases resulting from the combustion of gaseous fuel (19) in a heat source (2), in particular flue gases from a gaseous fuel (19) containing hydrogen, wherein the heat source (2) is connected to the outlet and return branches (3, 4) characterized in that a thermal element with a heat exchange surface cooled to a temperature lower than the return temperature of the heating medium (4) is connected in the flue gas line (5), preferably the thermal element is part of a thermocapacitor (1). 13. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 12 vyznačujúci sa tým, že vo vedení (5) spalín, výhodne v časti odťahu už aspoň čiastočne vysušených spalín, je zaradený odlučovač (6) CO2 pracujúci na princípe schladzovania.Flue gas treatment system of a heat source (2) according to claim 12, characterized in that a CO 2 separator (6) operating on the cooling principle is provided in the flue gas duct (5), preferably in the part of the exhaust at least partially dried flue gas. 14. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 12 alebo 13 vyznačujúci sa tým, že termokondenzátor (1) je pripojený k vstupu tepelného čerpadla (9) a výstup tepelného čerpadla (9) je pripojený na zohrievanie vratnej vetvy (4) vykurovacieho média.Flue gas treatment system of a heat source (2) according to claim 12 or 13, characterized in that the thermocapacitor (1) is connected to the inlet of the heat pump (9) and the outlet of the heat pump (9) is connected to heating the return branch (4) of the heating. the media. 15. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 14 vyznačujúci sa tým, že výstup tepelného čerpadla (9) je pripojený k vratnej vetve (4) vykurovacieho média prostredníctvom tepelného výmenníka (12).Flue gas treatment system of a heat source (2) according to claim 14, characterized in that the output of the heat pump (9) is connected to the return branch (4) of the heating medium by means of a heat exchanger (12). 16. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12ažl5vyznačujúci sa tým, že tepelný zdroj (2) je tvorený kotlom (7) na plynné palivo a/alebo kogeneračnou jednotkou (8), ktorej výstupný elektrický rozvod (18) je pripojený k tepelnému čerpadlu (9) ako zdroj elektrickej energie.Flue gas treating system of a heat source (2) according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the heat source (2) is formed by a gas fuel boiler (7) and / or a cogeneration unit (8), connected to the heat pump (9) as a power source. 17. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 17 vyznačujúci sa tým, že chladenie kogeneračnej jednotky je pripojené na zohrievanie vykurovacieho média, výhodne vo vratnej vetve (4) cez tepelný výmenník (12).Flue gas treatment system of a heat source (2) according to claim 17, characterized in that the cooling of the cogeneration unit is connected to heat the heating medium, preferably in the return branch (4) via the heat exchanger (12). 18. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 14 až 17 vyznačujúci sa tým, že na okruh s teplonosným médiom (20) medzi tepelným čerpadlom (9) a termokondenzátorom (1) je pripojený cudzí zdroj (16) nízkopotencionálneho tepla.Flue gas treatment system of a heat source (2) according to any one of claims 14 to 17, characterized in that a foreign low-potential heat source (16) is connected to the heat transfer medium circuit (20) between the heat pump (9) and the thermal condenser (1). . 19. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa nároku 18 vyznačujúci sa tým, že v okruhu s teplonosným médiom (20) je zaradený trojcestný ventil (14).Flue gas treatment system of a heat source (2) according to claim 18, characterized in that a three-way valve (14) is provided in the circuit with the heat transfer medium (20). 20. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokovThe flue gas treatment system of a heat source (2) according to any one of the claims 5 12 až 19 vyznačujúci sa tým, že vo vedení (5) spalín je zaradený prvý tepelný výmenník (10) a to pred termokondenzátorom (1) a/alebo pred odlučovačom (6) CO2, za termokondenzátorom (1) a/alebo za odlučovačom (6) CO2 je zaradený druhý tepelný výmenník (11), oba tepelné výmenníky (10, 11) sú pripojené na vratnú vetvu (4) vykurovacieho média, výhodne sú vzájomne5 to 12, characterized in that a first heat exchanger (10) is arranged in the flue gas line (5) upstream of the thermocapacitor (1) and / or the CO 2 separator (6), downstream of the thermocapacitor (1) and / or a second heat exchanger (11) is arranged by a CO 2 separator (6), both heat exchangers (10, 11) are connected to the return branch (4) of the heating medium, preferably they are mutually 10 sériovo zapojené.10 connected in series. 21. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 20 vyznačujúci sa tým, že vo vedení (5) spalín je zaradený spalinový ventilátor (15).Flue gas treatment system of a heat source (2) according to any one of claims 12 to 20, characterized in that a flue gas fan (15) is provided in the flue gas line (5). 22. Systém spracovania spalín tepelného zdroja (2) podľa ktoréhokoľvek z nárokovThe flue gas treatment system of a heat source (2) according to any one of the claims 15 12 až 21 v y z n a č u j ú c i sa tým, že má aspoň jedno obehové čerpadlo (13) a aspoň jeden ventil (17).15 to 21, characterized in that it has at least one circulation pump (13) and at least one valve (17).
SK50091-2011U 2011-09-14 2011-09-14 Method and system for processing of flue gas heat source SK6120Y1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50091-2011U SK6120Y1 (en) 2011-09-14 2011-09-14 Method and system for processing of flue gas heat source
CZ201226344U CZ24883U1 (en) 2011-09-14 2012-07-02 System for treating combustion products of heat source
HU20121200181U HU4233U (en) 2011-09-14 2012-09-13 Solid-waste recycling system
FI20124193U FI9994U1 (en) 2011-09-14 2012-09-13 A system for treating fuel gases
FR1258668A FR2979974B3 (en) 2011-09-14 2012-09-14 METHOD AND SYSTEM FOR TREATING COMBUSTION GAS FROM A HEAT SOURCE
LU92073A LU92073B1 (en) 2011-09-14 2012-09-14 Method and system of heat source combustion gases processing
PL121347U PL121347U1 (en) 2011-09-14 2012-09-14 Exhaust gases processing system of a heat source
DKBA201200135U DK201200135U3 (en) 2011-09-14 2012-09-14 Heat source system for the treatment of combustion gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50091-2011U SK6120Y1 (en) 2011-09-14 2011-09-14 Method and system for processing of flue gas heat source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK500912011U1 true SK500912011U1 (en) 2011-12-05
SK6120Y1 SK6120Y1 (en) 2012-05-03

Family

ID=45035351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK50091-2011U SK6120Y1 (en) 2011-09-14 2011-09-14 Method and system for processing of flue gas heat source

Country Status (8)

Country Link
CZ (1) CZ24883U1 (en)
DK (1) DK201200135U3 (en)
FI (1) FI9994U1 (en)
FR (1) FR2979974B3 (en)
HU (1) HU4233U (en)
LU (1) LU92073B1 (en)
PL (1) PL121347U1 (en)
SK (1) SK6120Y1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014207540A1 (en) * 2014-04-22 2015-10-22 Vaillant Gmbh Heater with heat pump
FR3039637A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-03 Viki Mittoo DEVICE FOR HEATING A HABITAT WHILE PRODUCING ELECTRICITY AND FEEDING HOT WATER APPLIANCES
SE542257C2 (en) * 2016-09-26 2020-03-24 Clean Bio Heat Sverige Ab Flue gas treatment system and method
CN108592645A (en) * 2018-06-01 2018-09-28 广州焙欧机械设备有限公司 A kind of apparatus for reusing residual heat
BE1026742B1 (en) 2018-10-29 2020-06-04 Cogengreen Sa Method for transferring condensation energy from the steam of cogeneration fumes
FI129538B (en) * 2020-11-16 2022-04-14 Valmet Technologies Oy Method and arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
FI9994U1 (en) 2013-03-06
PL121347U1 (en) 2013-03-18
LU92073B1 (en) 2013-08-16
HU4233U (en) 2013-08-28
CZ24883U1 (en) 2013-02-04
FR2979974B3 (en) 2013-11-29
DK201200135U3 (en) 2013-01-11
SK6120Y1 (en) 2012-05-03
FR2979974A3 (en) 2013-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK500912011U1 (en) Method and system for processing of flue gas heat source
KR20170102793A (en) Gas-steam combined cycle centralized heat supply device and heat supply method
CN101726110B (en) Heatpump type gas-fired boiler waste heat recovery unit
RU2004133070A (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING ELECTRIC POWER BASED ON HEAT DISTRIBUTED IN AN ACTIVE ZONE, AT LEAST, ONE HIGH-TEMPERATURE NUCLEAR REACTOR
EP2937528B1 (en) Combined cycle power plant with improved efficiency
CN103380329B (en) Boiler plant
KR102061275B1 (en) Hybrid type supercritical CO2 power generation system
Thiyagu et al. Numerical investigation and performance enhancement of 210 MW boiler by utilization of waste heat in flue gas
CZ26344U1 (en) Electric power generating plant from solid fuels and employing gas turbine engine
CN102966495A (en) Tower type solar energy-steam combustion gas combined cycle power generation system
JP5511429B2 (en) Heat utilization system
KR20130091805A (en) District cooling and heating system connected to sewage disposal plant and incineration plant
RU2530971C1 (en) Trigeneration plant with use of steam-gas cycle for production of electric energy and steam compressor heat pump cycle for heat and cold production
JP2013538311A (en) Gas turbine device with improved exergy recovery device
RU180217U1 (en) Gas-water heat exchanger with protection against low-temperature corrosion on the gas side, designed to heat the working fluid of the cycle and network water of the heating network
CN211011298U (en) Coal-fired generating set and heat energy utilization system thereof
US20170175589A1 (en) Condensing heat recovery steam generator
RU2641880C1 (en) Heat supply system
RU2163703C1 (en) Centralized heat supply system
RU184672U1 (en) All-mode gas-water heater with protection against low-temperature corrosion on the gas side, designed to heat the working fluid of the cycle and network water of the heating network
RU2266481C2 (en) Gas-water heat exchanger with protection from low-temperature corrosion on gas side
RU2605878C1 (en) Turbo-expansion system of heat utilization of circulating water on condensation units of steam turbines of thermal power station
RU67241U1 (en) STEAM DISPOSAL SYSTEM
CZ2013295A3 (en) Power source with steam turbine and steam generator
RU33428U1 (en) Gas-water heat exchanger with protection against low temperature corrosion on the gas side