Тепловой агрегат

(51) 4 Г 23 С 1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) (57) 1, ТЕПЛОВОЙ АГРЕГАТ, содсржагций 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 пылсвидного вегцества, отличагогггиггся тем, что, с целью повышения эффективности использования пылевидного вегцества,ЯОг, 1213308 А путем обеспсчеггия его пнсвмотранспорта и защиты окружающей среды, сепарирующсе устройство выполнено в виде тепломассообмснника с пучком расположенных в кожухе пористых труб, межтрубное пространство которого включено в контур циркуляции пыле- видного вещества, трубное пространство своим входом противоточно подсоединсно к газоходу подачи окислителя, разделено на две нараллельныс секции и снабжено на входе и выходе трехходогзыми управляемыми клапанами, сблокированными для поперсмспного подвода окислителя в трубное пространство одной секции с одновременным отводом отходягцих газов из трбного пространства другой секции, причем пыле- сборник размещен в нижней части межтрубного пространства тепломассообмепнпка, а в контуре циркуляции пылсвпдного вещества установлен вентилятор,2. Агрегат по и, 1. отлачающггггся тем, что тспломассообмепппк расположен в контуре циркуляции после теплоиспользующсй установки перед блоком утилизации тепла.Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для сжигания топлива при осуществлении различных технологических процессов,Цель изобретения - повышение эффективности использования пылевидного вегцест ва путем обеспечения его пцевмотрацспорта и защиты окружающей среды.На фиг. 1 изображена схема теплового агрегата; на фиг. 2 - сечение А-.-А на фиг. 1.Тепловой агрегат содержит камерусгорания (факельная призматическая топка, цилиндрическая, аэрофоцтанцая топка, камера сгорания со взвешенным слоем катализатора или др,) с устройствами 2 - 4 подготовки и подачи газообразного или жидкого топлива, пылсвидного всгцества (топлива, теплоносителя, катализатора, реагента, присадки, обрабатываемого материала илп др.) и окислителя (воздуха, обогащенного воздуха, кислорода или др.), теплоиспользуюгпуго ъстЯновкУ 5 (водополОГревсгте;гь, пггрогеператор, камера тсрмообработки дис- ПЕРСэк МгТЕРнс.гов, СЪ ПП.ка, ТЕХЦО 1 ОГИгеская или металлургическая печь или др.), блок утилизации тепла топочных газов, имеющий тсплооб мешин к 6 ц ггодогреватсг ь 7 окислителя, тепломассообменцик 8 с трех- ходовыми ъправляехгыми кггапггцсгмг 9 и 10, когпур 11 циркуляции пылевидного всгпес-,- ва, пиркуляционный вентилятор 12 и отсасывающий вентилятор (димосос) 13. Тепломассообменник 8 содержит кожух 14, в котором размещен пучок пористых труо, раздсленцый ца параллельные секции 15 и 16, соединенные через распределительные камеры 17 - 20 с газоходами 21 и 22 подачи окислителя и отвода отходящих газов. В цижцсй части межтрубцого прострапсва тепломассообменника 8 размещен пылесборцик 23 с расположенным в его основании шцековым устройством 24. 1 епломассообменник 8 сцабжец входным 25 и выходным 26 патрубками для подачи и отвода пыле- газового потока из его межтрубного пространсгва, а также управляюгцими приводами 27 и 28 трехходовых клапанов 9 и 1 О. На выходе теплового агрегата установлена дымовая труба 29.Тепловой агрег ат работает следующим образом.В камерусгорания устрой с вох 2 подготовки и подачи топлива подается жидкое или газообразное топливо, устройством 3 подается пылевидпое вегцество (топливо, катализатор, реагент или обрабатываемый материал). По контуру 1 цирксяппи в камерусгорания подается также пьгегазовый поток, обогащенный в тепломассообмснцике 8 окислителем.Энергия образующихся в камересгорания топочных газов цотреолястся в тсн,оиспользующсй установке 5 для подогрева теплофикапионной воды, парогенерации, термообработки дисперсных материалов, суш ки, проведения металлургических, химических или других технологических процессов. Она преимущественно устанавливается в контуре 11 циркуляции между камерой 1 сгорания и тепломассообменциком 8.Отобранные топочные газы из теплоиспользующей установки 5 по входному патрубку 25 поступают в межтрубное пространство тепломассообмецника 8. Вместе с топочными газами в тепломассообмецник 8 выносится и мелкодисперсцая, цеотделившаяся в хвостовой части установки 5 твердая фаза. 1 аким образом в межтрубцое пространство тепломассообменника 8 поступает пылегазовый поток отработанных топочныхазов.Противотоком по газоходу 21 подачи окислителя в трубное пространство устройством 4 (вецтилятором) подается окислитель, предварительно подогретый в подогревате.е 7 окислителя блока утилизации за счет тепла выбрасываемых в дымовую трубу 29 отходяних газов. Трехходовые клапаны 9 и 10 попеременно переставлягогся управляюпгими приводами 27 и 28 с заданной частотой. Например, в момент, показанный ца фиг. 1, клапан 9 открыт в сторону распределительной камеры 17, а клапан 10 открыт в сторону распределительной камеры 20. При этом под действием напора вегггилятора давление в секции 16 поднимается, и часть окислителя через пористые стенки труб переходит в трубное прост рапство тепломассообменника 8, где свободно движется противотоком пылегазовый поток топочных газов. Продукты сгорания из межтрубцого пространства отсасываются через пористые стенки труб секции 15 в распределительцую камеру 20, газоход 22, теплообмепццк 6 и подогреватель 7 окислителя под действием разрежения, создаваемого дымососом 13. В следую пий момент приводы 27 и 28 переставляют трсххо овые клапаны 9 и 10 в положение, указанное на фиг,штриховыми линиячи. В этом случае повышается давление окислителя в секции 15, и часть окислителя через пористые стенки труб переходит в межтрубное прострацство тепломассообмеццика 8, где свободно движется противотоком пылегазовый поток топочных газов. Продукты сгорания из мсжтрубпого пространства отсасываются через пористые стенки труб секции 16 в распределительнуго камеру 18, газоход 22, теплообменпик 6 и подогреватель 7 окислителя под действием разрежения, создаваемого дымососом 13. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50"аким образом, за время противоточного ирохождсггия потоков в тепломассообменпике 8 осугцествляется за счет перестаговки управляемых трехходовых клапанов 9 и 0 ряд зцакоперемеццых обменов газовой фазой из трубного пространства секции 16 в межтрубцое пространство, из3него в трубное пространство секции 15 и наоборот.Через пористую стенку каждой трубы в течение полупериода определенная порция газовой фазы потока окислителя из трубного пространства с более высокой концентрацией кислорода, более, низкой концентрацией продуктов горения и меньшей температурой проходит в межтрубное пространство, где движется пылегазовый поток топочных газов с меньшей концентрацией кислорода, большей концентрацией продуктов горения и более высокой температурой. Причем эта порция окислителя, проходя через пористую стенку, нагревается за счет накопленного ранее ею тепла. Сама стенка при этом несколько охлаждается. В пылегазовый поток топочных газов в межтрубном пространстве попадает таким образом из трубного пространства порция газовой фазы с большей, чем в нем, концентрацией кислорода, меньшей концентрацией продуктов горения и температурой большей, чем температура газовой фазы окислителя в трубном пространстве, т. е. несколько подогретая.В следующий полупериод через пористую стенку каждой трубы определенная порция газовой фазы пылегазового потока топочных газов из межтрубцого пространства с более высокой концентрацией продуктов горения, более низкой концентрацией кислорода и более высокой температурой проходит в трубное пространство, где движется газовый поток окислителя. Причем эта порция газовой фазы топочных газов, проходя через пористую стенку, охлаждается, так как ранее через эту стенку проходила порция газовой фазы более холодного окислителя. Сама стенка при этом несколько нагревается. В газовый поток окислителя в трубном пространстве попадает таким образом из межтрубцого пространства порция газовой фазы топочных газов с большей, чем в цем, концентрацией продуктов горения, меньшей концентрацией кисло 5 10 15 20 25 30 35 В результате осуществляемого противо- точного тепломассообмена пылегазовый поток топочных газов, возвращаемый ио контуру 11 циркуляции через теплообменцик 6 в камеру 1 сгорания, оказывается обогащенным окислителем и подогретым, а поток, отводимый по газоходу 22 через теплообмецник 6 и подогреватель 7 окислителя дымососом 13 в дымовую трубу 2 о, обогащен продуктами горения и охлажден.Часть наиболее крупных частиц, содержащихся в пылегазовом потоке. сепарируется на наружных стенках пористых труб тепломассообменнпка 8, вьшадает в пыле- сборник 23 и выносится из контура шцековым устройством 24. рода и температурой меньшей, чем температура пылегазового потока топочных газов в межтрубцом пространстве, т. е. несколько охлажденная.За полный период знакопеременцой пульсации давления осуществляется элементарный акт тепломассообмена, результатом которого является избыточный коцвективный перенос через пористую стенку кислорода из трубного пространства в межтрубцое, продуктов горения цз межтрубного пространства в трубное и тепла из межтрубного пространства в трубное. Часть тепла продуктов горения, однако, возвращается с окислителем в межтрубное пространство за счет полезного в данном случае эффекта регецеративцого теплообмеца в пористой стенке между встречными порциями газовой фазы с различной температурой, Величину периода пульсаций давления принимают намного меньшей, чем отношение длины труб к средней скорости движения потоков в аппарате. В этом случае за время пребывания потоков в аппарате осуществляется большое количество элементарных актов тепломассообмсна, из которых и складывается процесс непрерывного противоточцого тепломассообмеца в тепломассообмеццике 8,Редактор О. ГоловачЗаказ 770/49 Составитель Техред И. Вер Тираж 515 Государственного елам изобретений сква, Ж - 35, Рау Патент, г. УжгоВ. Матвеевс Корректор В. БутягПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5од, ул. Проектная, 4