SU1213308A1 - Тепловой агрегат - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к тенлоэне)згети- кс, а именно к устройствам дл  сжигани  тонлива при осуществлении различных технологических нроцессов.

Цель изобретени  - повышение эффективности использовани  пылевидного вещест ва путем обеспечени  его пневмотранспорта и защиты окружающей среды.

На фиг. 1 изображена схема теплового агрегата; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Тепловой агрегат содержит камеру сго,рапи  (факе;1ьна  призматическа  топка, цилиндрическа , аэрофоитанпа  -топка, камера сгорани  со взвешенным слоем катализатора или др.) с устройствами 2-4 подготовки и подачи газообразного или жид- кого тонлива, пылевидного вещества (топлива , теплоносител , катализатора,реагента, присадки, обрабатываемого материала или др.) и окислител  {возл1уха, обогап1епного воздуха, кислорода или др.), теплоисполь- зующую установку 5 (водоподогреватель, парогенератор, камера термообработки дисперсных материалов, супшлка, технологическа  или металлургическа  печь или др.), блок утилизации тепла топочных газов, имеющий теплообменник 6 и подогреватель

7окисли 1 ел , тепломассообменпик 8 с трехходовыми управл емыми клапанами 9 и 10, контур 11 циркул цин пылевидного вещества , циркул ционный вентил тор 12 и отсасы- ваюии-1Й вентил тор (димосос) 13. Тепломас- сообменник 8 содержит кожух 14, в кото- ром размещен пучок пористых труб, разделенный на параллельпые секции 15 li 16, соединенные через распределительные камеры 17-20 с газоходами 21 и 22 подачи окислител  и отвода отход щих газов.

8нижней части межтрубного нространства теи. юмассообменника 8 размещен пылесбор- ник 23 с расположенным в его основании щнековым устройством 24. Тенломассооб- менник 8 снабжен вход1Пм.м 25 и выходным

26 патрубками дл  подачи и отвода пыле- газового потока из его межтрубного прост- рапства, а также управл ющими приводами 27 и 28 трехходовых клапанов 9 и 10. На выходе теплового агрегата установлена дымова  труба 29.

Тепловой агрегат работает следуюппчм образом.

В камеру 1 сгорани  устройством 2 подготовки и подачи тонлива подаетс  кое или газообразное топливо, устройством 3 подаетс  пылевидное вещество (тонлнво, катализатор, реагент или обрабатываемый .материа- О. Но контуру 11 циркул ции в камеру 1 сгорани  подаетс  также Н1 1лега- зовый поток, обогащеппый в тепломассооб- меннике 8 окис.чнте.мем.

Энерги  образующихс  в камере 1 его- рани  топочных газов потребл етс  в тенло- - использующей установке 5 дл  подогрева теплофикационной воды, нарогенерацип.

1213308

0

5

0

5 5

0

5

5

0

5

0

термообработки дисперсных материалов, сущ ки, проведени  металлургических, химических или других технологических процессов. Она нреимуплественно устанавливаетс  в контуре 11 циркул ции между камерой 1 сгорани  и тепломассообменником 8.

Отобранные топочные газы из теплоис- пользующей установки 5 io входному патрубку 25 поступают в межтрубное пространство тенломассооб.мепника 8. Вместе с топочными газами в тепломассообмеьшик 8 выноситс  и мелкодисперсна , пеотделивща с  в хвостовой части установки 5 тверда  фаза. Таким образом в межтрубное пространство тепломассообменника 8 поступает пылегазовый поток отработанных топочных газов.

Нротивотоком по газоходу 21 подачи окислител  в трубпое пространство устрой- CTEiOM 4 (вентил тором) подаетс  окислитель, предварительно подогретый в подогревателе 7 окислител  блока утилизации за счет теп;1а выбрасываемых в дымовую трубу 29 ОТХОДЯ1ЦИХ газов. Трехходовые клапаны 9 и 10 попеременно переставл ютс  управл ю- П1ИМИ приводами 27 и 28 с заданной частотой . Например, в .момент, показанный на фиг. , клапан 9 открыт в сторону рас- нределительной камеры 17, а клапан 10 открыт в сторону расп 1еделительной камеры 20. При этом под действием напора вептил тора давление в секции 16 подпи- маетс , и часть окислител  через пористые стенки труб переходит в трубное прост ранство тепло.массообменника 8, где свободно движетс  противотоком пылегазовый поток то 1очпых газов. Продукты сгорани  из межтрубного пространства отсасываютс  через пористые стенки труб секции 15 в распределительную камеру 20, газоход 22, тенлообмепник 6 и подогреватель 7 окислител  под действием разрежепи , создаваемого дымососом 13. В сг1едуюи1ий момент приводы 27 и 28 переставл ют трехходовые клапапы 9 и 10 в положение, указанное на фиг. 1 пггриховымп лини ми . В этом случае повышаетс  давление окислител  в секции 15, и часть окислител  через пористые стенки труб переходит в межтрубное пространство теиломассообменника 8, где свободно движетс  противотоком ны- легазовый ноток тоноч1Пэ х газов. Продукты сгорани  из межтрубного пространства отсасываютс  через пористые стенки труб секции 16 в распределительную камеру 18, газоход 22, теплообменник 6 и подогреватель 7 окислител  под действием разрежени , создаваемого дымососом 13.

Таким образом, за врем  противоточ- ного прохождени  потоков в тенломассо- обмепнике 8 осуществл етс  за счет перестановки управл емых трехходовых клапанов 9 и 10 р д знакопеременных обменов газовой фазой из трубного пространства 16 в межтрубное пространство, из

него в трубное пространство секции 15 и наоборот.

Через пористую стенку каждой трубы в течение нолупериода определенна  норци  газовой фазы потока окислител  из трубного пространства с более высокой концентрацией кислорода, более, низкой концентрацией продуктов горени  и меньшей температурой проходит в межтрубное пространство , где движетс  пылегазовый поток топочных газов с меньшей концентрацией кислорода , большей концентрацией продуктов горени  и более высокой температурой. Причем эта порци  окислител , проход  через пористую стенку, нагреваетс  за счет накопленного ранее ею тепла. Сама стенка при этом несколько о.хлаждаетс , В пылегазовый поток топочных газов в межтрубном пространстве попадает таким образом из трубного пространства порци  газовой фазы с большей, чем в нем, концентрацией кислорода , меньшей концентрацией продуктов горени  и температурой большей, чем температура газовой фазы окиспител  в трубном пространстве, т. е. несколько подогрета .

В следующий полупериод через пористую стенку каждой трубы определенна  порци  газовой фазы пылегазового потока топочных газов из межтрубного пространства с более высокой концентрацией продуктов горени , более низкой концентрацией кислорода и более высокой температурой проходит в трубное пространство, где движетс  газовый поток окислител . Причем эта порци  газовой фазы топочных газов, проход  через пористую стенку, охлаждаетс , так как ранее через эту стенку проходила порци  газовой фазы более холодного окислител . Сама стенка при этом несколько нагреваетс . В газовый поток окислител  в трубном пространстве попадает таким образом из межтрубного пространства порци  газовой фазы топочных газов с большей, чем в нем, концентрацией продуктов горени , меньшей концентрацией кисло0

рода и температурой меньшей, чем температура пылегазового потока топочных газов в межтрубном пространстве, т. е. несколько охлажденна .

За полный период знакопеременной

5 пульсации давлени  осуществл етс  элементарный акт тепломассообмена, результатом которого  вл етс  избыточный конвективный перенос через пористую стенку кислорода из трубного пространства в межтрубное,

Q продуктов горени  из межтрубного пространства в трубное и тепла из межтрубного пространства в трубное. Часть тепла продуктов горени , однако, возвращаетс  с окислителем в межтрубное пространство за счет полезного в данном случае эффек5 та регенеративного теплообмена в пористой стенке между встречными порци ми газовой фазы с различной температурой. Величину периода пульсаций давлени  принимают намного меньшей, чем отношение длины труб к средней скорости движени  потоков в аппарате. В этом случае за врем  пребывани  потоков в аппарате осуществл етс  больн ое количество элементарных актов тепломассообмена, из которых и складываетс  процесс непрерывного проти- воточпого тепломассообмена в тепломассо- обменнике 8.

В результате осуи1ествл емого противо- точпого тепломассообмена пылегазовый поток топочных газов, возвращаемый по контуру 1 1 циркул ции через теплообменник 6 в камеру 1 сгорани , оказываетс  обогащенным окислителем и подогретым, а поток , отводимый по газоходу 22 через теп- лообмепник 6 и подогреватель 7 окислител  дымососом 13 в дымовую трубу 29, обо- 5 гащен продуктами горени  и охлажден.

Часть наиболее крупных частиц, содержащихс  в пылегазовом потоке, сепарируетс  на наружных стенках нористых труб тенломассообменника 8, выпадает в пыле- сборник 23 и выпоситс  из контура ннеко- вым устройством 24.

5

0

2Ц

Фиг.

Claims (2)

1. ТЕПЛОВОЙ АГРЕГАТ, содержащий камеру сгорания с системами подготовки и подачи топлива и пылевидного вещества и газоходом подачи окислителя, теплоиспользующую установку, блок утилизации тепла отходящих газов с подогревателем окислителя и сепарирующее устройство с пылесборником, которое своим входным патрубком соединено с выходом камеры сгорания, а выходным — с входом последней с образованием контура циркуляции пылевидного вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования пылевидного вещества путем обеспечения его пневмотранспорта и защиты окружающей среды, сепарирующее устройство выполнено в виде тепломассообменника с пучком расположенных в кожухе пористых труб, межтрубное пространство которого включено в контур циркуляции пылевидного вещества, трубное пространство своим входом противоточно подсоединено к газоходу подачи окислителя, разделено на две параллельные секции и снабжено на входе и выходе трехходовыми управляемыми клапанами, сблокированными для попеременного подвода окислителя в трубное пространство одной секции с одновременным отводом отходящих газов из трубного пространства другой секции, причем пылесборник размещен в нижней части межтрубного пространства тепломассообменника, а в контуре циркуляции пылевидного вещества установлен вентилятор.

2. Агрегат по π. 1. отличающийся тем, что тспломассообменник расположен в контуре циркуляции после теплоиспользующей установки перед блоком утилизации тепла.

(/)

Фиг!