Способ утилизации тепла отходящих газов

ГОЮЗ ГОРЕ ТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУВЛИК 1795251 А Ю 3/(51)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПЛТЕНТ СССР) ТЕН К АВТО ологическии институтов им. И. А. Гришма 4 0 (л ОПИСАНИЕ ИЗО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Белгородский технстроительных материалнова(56) Авторское свидетельство СССРМ 1224534, кл. Р 28 О 5/00, 1987,Авторское свидетельство СССРМ 1314220, кл, Р 27 О 17/00, 1985.(54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ОДЯ ЦИ ГАЗО В Изобретение относится к теплоэнергетике и может бь(ть использовано для утилиепла и очистки отходящих газов хнологических установок в различаслях промышленности,естен способ утилизации тепла, при котором отходящий технологический газ последовательно проходит ступени с орошаемой и неорошаемой теплообменными поверхностями, при чем в орошаемой ступени газ с промежуточным теплоносителем движется прямотоком в нисходящем потоке, а в неорошаемой - без промежуточного теплоносителя в восходящем потоке.Недостатком данного способа утилизации телла является недостаточно полная утилиэация тепла отходящих газов и при работе на запыленных газах существует возможность зарастания отложениями трубной поверхности во второй неорошаемой ступени, что влечет за собой потерю эффективности теплообмена,Наиболее близким к изобретению является способ утилизации тепла отходящих(57) Использование; теплоэнергетика, утилизация тепла,.очистка отходящих газов теплотехнических установок. Сущность изобретения: В способе тепло отходящих газов передают нагреваемому теплоносителю Щ посредством промежуточного Т, циркулирующего по двум независимым контурам А и Б. В контуре Б производится предварительный нагрев Т, а в контуре А его догрев. Промежуточный Т в обоих контурах подают спутно потоку газов, в результате чего увеличивается скорость движения двухкомпонентной смеси, что способствуег повышению эффективности теплообмена, 1 ил,технологических газов, заключающиися в подаче отходящих газов в слой промежуточного теплоносителя; циркуляции промежуточного теплоносителя с фильтрацией его перед возвратом в процесс; теплообмене промежуточного теплоносителя с нагревае- а мым теплоносителем; циркуляции промежуточного теплоносителя по двум контурам, при этом в первом контуре по ходу движения отходящего газа промежуточный тепло 3 носитель подается пря мото ком с отходящим газом в восходящем потоке, а во Сл втором контуре - противотоком с отходя-ф щим газом, при чем после первого контура промежуточный теплоноситель делится на два потока, один из которых направляется а на циркуляцию в первый контур, а другой - во второй контур,Недостатками данного способа утилизации тепла отходящих технологических газов являются недостаточная эффективность теплообмена, вследствие противоточного движения промежуточного теплоносителя и отходящего газа во втором контуре, что не10 20 позволяет увеличить скорость выше 1-3 м/с, и недостаточно полная утилизация тепла отходящих газов, ввиду того, что горячий промежуточный теплоноситель после первого контура поступает на выход отходящих газов.Цель изобретения - повышение степени утилизации тепла и увеличение эффективности теплообменэ.Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающимся в подаче отходящих газов в слой промежуточного теплоносителя, циркуляции промежуточного теплоносителя с фильтрацией его перед возвратом в процесс, теплообмене промежуточного теплоносителя с нагреваемым теплоносителем, циркуляции промежуточного теплоносителя по двум контурам, при этом в первом контуре по ходу движения отходящего газа промекуточный теплоноситель подается прямотоком с отходящим газом в восходящем потоке, а во втором контуре по ходу движения отходящего газа промекуточный теплоноситель подается прямотоком сотходящим газом в нисходящем потоке, причем циркуляция промежуточного теплоносителя во втором контуре осуществляется независимое от циркуляции промежуточного теплоносителя в первом контуре. Сопоставимый анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что использование со втором контуре прямоточ 1 чого движения промежуточного теплоносителя с отходящим газом в нисходящем потоке позволяет увеличить скорость во втором контуре, а следовательно и во всей системе, до 8-10 м/с, что влечет за собой повышение эффективности теплообмена по сравнению с известным способом, В известном способе промежуточный теплоноситель, нагретый после первого кОнтура до температуры мокрого термометра (60 - 75 С) подается противотоком с отходящим газом на циркуляцию, следовательно, отходящий газ на выходе из второго контура будет иметь акую же температуру, кроме того, отходящий газ покидает систему с повышенным влагосодерканием. Осуществление циркуляции промежуточного теплоносителя во втором контуре независимо от циркуляции промежуточного теплоносителя в первом контуре позволяет использовать скрытую теплоту парообразования отходящего газа и понизить его температуру до 30 - 40 С, что ведет к бопее полной утилизации тепла отходящего газа На чертеже изображена схема предлагаемого способа утилизации тепла отходящих технологических газов,Схема включает аппарат 1, состоящий из двух ступенейив каждой из которых расположена трубная поверхность 2 для нагревэемого теплоносителя, которая омывается двухкомпонентным потоком, состоящим из отходящего газа и промежуточного теплоносителя, Промежуточный теплоносител ь циркулирует по двум независимым контурам А в -й ступени и Б по -й ступени. Для обеспечения циркуляции промекуточного теплоносителя по контурам А и Б и его подача в поток отходящего газа используются насос 3 и ороситель 5, При помощи сепараторов б и 7 происходит разделение промежуточного теплоносителя и отходящего газа в -й и -й ступени соответственно, Для очистки промекуточного теплоносителя, циркулирующего по контуру А предусмотрен фильтр 4,Предлагаемый способ утилизации тепла охлэкдающих технологических газов реализуется следующим образом, Горячий отходящий запыленный технологический газ подается снизу на вход в 1-ю ступень аппарата 1, Проходя ороситель 5, через который поступает промежуточный теплоноситель, циркулирующий по контуру А, отходящий газ перемешивается с ним и этот двухкомпонентный поток, образуя пенный реким течения в результате спутного восходящего движения, омывает трубную поверхность 2 -й ступени, по которой проходит нагреваемый теплоноситель, Здесь в результате интенсивного тепло-массообмена происходит передача тепла от отходящего газа к промежуточному теплоносителю и далее нагреваемому теплоносителю, а также очистка отходящего газа от пыли, которая улавливается промежуточным теплоносителем. После трубной поверхности 2 -й ступени аппарата 1 в сепараторе б происходит разделение промежуточного теплоносителя и отходящего газа, Промежуточный теплоноситель, нагретый до температуры мокрого термометра (60 - 75 С), с уловленной пылью при помощи насоса 3 нагнетается в фильтр 4, где происходит отделение пыли, и чистый промежуточный теплоноситель направляется в ороситель 5, Таким образом, циркуляция промежуточного теплоносителя по контуру А в -й ступени аппарата 1 завершается, Очищенный от пыли, охлажденный до температуры мокрого термометра (60-75 С) увлажненный отходящий газ направляется на -ю ступень аппарата 1, где после оросителя 5 ступает во взаимодействие с поомежуточным теплоносителем, циркулирующий179525 по контуру Б. Далее эта двухкомпонентная смесь в нисходящем потоке омывает трубную поверхность 2 11-й ступени аппарата 1, Здесь происходит окончательное охлаждение и понижение влагосодержания отходящего газа в результате передачи тепла нагреваемому теплоносителю, После трубной поверхности 211-й ступени в сепараторе 7 происходит разделение промежуточного теплоносителя, циркулирующего по контуру Б, и отходящего газа. Промежуточный теплоноситель при помощи насоса 3 и оросителя 5 возвращается в процесс, а отходящий газ, охлажденный до температуры 30-40 С, покидает аппарат .1. Передача тепла нагреваемому теплоносителю происходит ступенчато. Во 11-й ступени аппарата 1 происходит предварительный нагрев, а в 1-й ступени догрев нагреваемого теплоносителя, который далее направляется для последующего использования в технологических целях,Применение по 2-й ступени прямоточного движения отходящего газа и промежуточного теплоносителя в нисходящем потоке в предлагаемом способе, в отличие от противотока известного ранее, позволяет существенно увеличить скорость движения двухкомпсчентного потока состоящего Формула изобретения Способ утилизации тепла отходящих газов путем передачи тепла от последних нагреваемому теплоносителю посредством промежуточного теплоносителя, циркулирующего по двум контурам, размещенным в зонах соответственно подвода газов и нагреваемого теплоносителя, причем в первой из отходящего газа и промежуточного теплоносителя как во 11-й, так и в 1-й ступени, что влечет за собой ув л ичение эффективности теплообмена между этим двухкомпо 5 нентным потоком и на реваемым теплоносителем на 40-50 Я, по сравнению с известным способом. Применение во 11-й ступени контура циркуляции Б промежуточного теплоносителя, независимо от контура10 циркуляции А промежуточного теплоносителя в 1-й ступени, позволяет снизить температуру отходящего газа с 60-75"С до 30 - 40-С и использовать скрытую теплоту парообразовэния, в результате конденсации15 па ра, содержащегося в отходящем газе после прохождения 1-й ступени, что влечет за собой существенное снижение энтальпии отходящего газа, а следовательно в более полную утилизацию тепла отходящего газа,20 Таким образом, по предлагаемому способу осуществление циркуляции промежуточного теплоносителя по двум независимым контурам и применение во 11- й ступени аппарата прямоточного движения25 в нисходящем потоке отходящего газа и промежуточного теплоносителя позволяет повысить степень утилизации тепла отходящего газа и существенно увеличить эффективность теплообмена,зоне промежуточный теплоноситель подают спутно потоку газов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени утилизации тепла, циркуляцию теплоносителя в указанных двух контурах осуществляют автономно, при этом во второй зоне промежуточный теплпноситель подают спутно потоку газов,1795251 Редакто р М,Ткач ИИ р ГКНТСССР эводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро, .Гг род, ул. агарина 1 фф.А фс Ф ф,Составитель В,Носатехред М,Моргентал Тираж сударственного комитета по и 113035, Москва, Ж, Подписное ретениям и открыти шская наб., 4/5