Устройство для утилизации теплоты дымовых газов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ(71) Заявитель Научно-исследовательское и проектное республиканское унитарное предприятие БЕЛТЭИ(72) Авторы Молочко Федор Иванович Молочко Андрей Федорович(73) Патентообладатель Научно-исследовательское и проектное республиканское унитарное предприятие БЕЛТЭИ(57) Устройство для утилизации теплоты дымовых газов из котла, содержащее два объединенных общим водо-водяным теплообменником замкнутых контура контур теплового насоса, включающий соединенные трубопроводами испаритель хладагента, компрессор теплового насоса, конденсатор хладагента, дроссельный клапан, установленный в трубопроводе, связывающем испаритель хладагента с конденсатором хладагента, и водоводяной теплообменник, соединенный с испарителем хладагента и конденсатором хладагента утилизационный контур, включающий утилизатор с дымовой трубой, в корпусе которого установлены накопительный бак со сливным устройством, контактная насадка,выполненная из колец Рашига, распылитель, каплеуловитель и вентилятор для выброса в атмосферу дымовых газов через дымовую трубу, водо-водяной теплообменник, соединенный одним трубопроводом с распылителем, а другим - с насосом, соединенным через водяной фильтр с накопительным баком при этом утилизатор соединен с котлом байпасом. 18256 1 2014.06.30 Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения. Известно устройство для утилизации теплоты топочных газов 1, содержащее теплообменный аппарат поверхностного типа с патрубками входа и выхода топочных газов,штуцера ввода и вывода теплоагента, которые соединены перемычкой с насосом с образованием контура рециркуляции. Наиболее существенными недостатками названного устройства являются отсутствие возможности использования теплоты конденсации водяных паров в дымовых газах, низкий уровень использования физической теплоты дымовых газов, отсутствие возможности улавливания вредных веществ в дымовых газах, высокая металлоемкость и стоимость устройства. Целью предлагаемого изобретения является обеспечение максимального использования теплоты конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах, и физической теплоты дымовых газов, интенсификации процесса тепло- и массообмена, улавливания вредных веществ в дымовых газах, снижения металлоемкости и стоимости устройства. Сущность изобретения поясняется фигурой, где представлена его общая схема. Устройство содержит два объединенных общим водо-водяным теплообменником 12 замкнутых контура контур теплового насоса, включающий соединенные трубопроводами 16 испаритель хладагента 13, компрессор теплового насоса 15, конденсатор хладагента 17,дроссельный клапан 14, установленный в трубопроводе, связывающем испаритель хладагента с конденсатором хладагента, и водо-водяной теплообменник 12, соединенный с испарителем хладагента и конденсатором хладагента утилизационный контур, включающий утилизатор 1 с дымовой трубой 8, в корпусе которого установлены накопительный бак 2 со сливным устройством 3, контактная насадка 4, выполненная из колец Рашига, распылитель 5, каплеуловитель 6 и вентилятор 7 для выброса в атмосферу дымовых газов через дымовую трубу 8, водо-водяной теплообменник 12, соединенный одним трубопроводом с распылителем 4, а другим - с насосом 10, соединенным через водяной фильтр 9 с накопительным баком 2, при этом утилизатор соединен с котлом байпасом 25. Функционирует устройство следующим образом. Дымовые газы из котла 22 с помощью дымососа 23 по общему дымоходу 24 поступают в байпас 25, в котором в открытом положении находится шибер 27, закрывающий одновременно общий дымоход 24. При возникновении необходимости отключения либо частичного использования дымовых газов устройства шибер 27 закрывает полностью либо частично байпас 25 и одновременно открывает общий дымоход 24, а дымовые газы поступают в дымовую трубу котельной 28. Из байпаса дымовые газы обтекают накопительный бак 2, вмонтированный в корпус утилизатора 1, где частично догревают воду и снижают свою температуру. После этого дымовые газы поступают в контактную насадку 4,куда противотоком из распылителя 5 поступает вода, охлажденная в теплообменнике 12. В контактной насадке происходит интенсивный тепло- и массобмен за счет непосредственного контакта дымовых газов с охлажденной в теплообменнике 12 водой. Вода нагревается до определенной температуры и стекает в накопительный бак, откуда через водяной фильтр 9 насосом 10 подается по входному теплопроводу 11 в теплообменник 12 и дальше по выходному трубопроводу 11 в распылитель 5. С учетом того что температура охлажденной воды значительно ниже точки росы водяных паров в дымовых газах, в контактной насадке обеспечивается максимальная конденсация водяных паров с передачей теплоты конденсации водяных паров нагреваемой воде, а также максимальное использование физической теплоты дымовых газов. Во время контакта воды с дымовыми газами осуществляется улавливание вредных веществ, содержащихся в дымовых газах, которые частично остаются в воде. После контактной насадки охлажденные и максимально осушенные дымовые газы проходят через каплеуловитель 6, где осуществляется улавливание отдельных капель во 2 18256 1 2014.06.30 ды, которые могут быть захвачены потоком дымовых газов в промежутке между контактной насадкой 4 и распылителем 5. Затем дымовые газы вентилятором 7 через дымовую трубу 8 выбрасываются в атмосферу. В контуре теплового насоса хладоагент испаряется в испарителе хладоагента 13 за счет отбора теплоты обратной сетевой воды, поступающей от потребителей теплоты 18, и затем пары хладоагента сжимаются в компрессоре 15, за счет чего увеличивается их температура выше температуры обратной воды, поступающей в конденсатор хладоагента 17. В конденсаторе хладоагента 17 осуществляется теплоотдача паров хладоагента нагреваемой сетевой воде, в результате чего пары конденсируются, а подогретая сетевая вода поступает в тепловой аккумулятор 19 либо в сетевой теплообменник 21, где, при необходимости, догревается до нужной температуры прямой воды за счет теплоты, поступающей в этот теплообменник от котла 22. Сконденсированный в конденсаторе хладоагента 17 хладоагент поступает в дроссельный клапан 14, где резко снижается давление и начинается процесс испарения хладоагента. Дальнейшее испарение хладоагента осуществляется в испарителе хладоагента 13, и цикл в замкнутом контуре теплового насоса повторяется. Излишки сконденсированной воды сливаются из накопительного бака 2 через сливное устройство 3 для возможного дальнейшего использования после нейтрализации вредных веществ в качестве подпитки тепловых сетей либо для других целей. Источники информации 1. Патент РБ на изобретение 12532. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3