ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ-ОЧИСТИТЕЛЬ ДЛЯ АГРЕССИВНЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно, к теплоснабжению и может быть использована для утилизации тепла и очистки от агрессивных примесей уходящих дымовых и печных газов, а также вентиляционных выбросов при температурах ниже точки росы.
Известен стеклоблочный воздухоподогреватель, включающий пакет стеклянных теплообменных элементов, состоящий из многоканальных стеклоблоков с воздушными каналами выполненными с шероховатой поверхностью стекла, а газовыми каналами с гладкой поверхностью, уложенных по длине многорядной системой перевязки, выполненных из термостойкого малощелочного стекла, армированного металлической сеткой, с применением упругих уплотнений между стеклоблоками и вертикальными трубными досками с наружной прокладкой [Патент РФ №2247281, МПК F23L 15/04, 2005].
Недостатками конструкции известного стеклоблочного воздухоподогревателя являются сложная конструкция крышек, закрывающих трубные решетки, что увеличивает их вес и аэродинамическое сопротивление, невозможность его использования для больших расходов газа, необходимость укладки блоков по месту монтажа, отсутствие поперечной перевязки, а также невозможность очистки в нем газов от агрессивных примесей, что снижает механическую прочность конструкции воздухоподогревателя, его надежность и эффективность.
Более близким к предлагаемой полезной модели является стеклопакетный воздухоподогреватель, содержащий корпус, разделенный по вертикали горизонтальными трубными досками на ярусы, снабженный вертикальными трубными досками, с крышками с фланцами и патрубками для входа и выхода дымовых газов и воздуха, в котором на каждом ярусе между горизонтальными и вертикальными трубными досками помещены пакеты стеклянных теплообменных элементов, каждый из которых включает в себя многоканальные стеклоблоки с воздушными и газовыми каналами, выполненными перпендикулярно относительно друг друга и одноканальные стеклоблоки, выполненные из термостойкого малощелочного стекла с упругой прокладкой между всеми стеклоблоками и наружной прокладкой, причем эти стеклоблоки уложены с образованием зазоров между ними по длине, которые образуют также газовые каналы с многорядной системой перевязки по длине и ширине пакета [Патент РФ №2369804, МПК F23L 15/04, 2009].
Основным недостатком конструкции известного стеклопакетного воздухоподогревателя является невозможность проведения в нем процесса очистки газов от агрессивных примесей, что уменьшает его эффективность.
Техническим результатом, на решение которого направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение эффективности воздухоподогревателя-очистителя для агрессивных газов.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый воздухоподогреватель-очиститель для агрессивных газов, содержит корпус, разделенный горизонтальными и вертикальными трубными досками на ярусы; снабженный верхней и торцевыми крышками с фланцами и патрубками для входа и выхода дымовых газов и воздуха, в котором на каждом ярусе между горизонтальными и вертикальными трубными досками помещены пакеты, состоящие из стеклоблоков с воздушными и газовыми каналами, выполненными из термостойкого малощелочного стекла с упругими прокладками между всеми стеклоблоками и корпусом, уложенными многорядной системой перевязки по длине и ширине пакета с образованием зазоров между ними по длине, образующих также газовые каналы, причем верхняя трубная доска закрыта двумя верхними крышками, нижняя горизонтальная трубная доска закрыта поддоном с коническим днищем, стеклоблоки уложены по длине и ширине пакетов таким образом, что совместно с перегородкой в верхней зоне поддона по газу образуются I-й и II-й вертикальные газоходы, которые сообщаются вверху с верхними крышками, а внизу в поддоне соединены между собой через окно, верхняя зона поддона в 1-м газоходе снабжена штуцером подачи озоновоздушной смеси, соединенным с перфорированным патрубком, а коническое днище поддона снабжено конденсатным штуцером.
Предлагаемый воздухоподогреватель-очиститель для агрессивных газов (ВПОАГ) изображен на фиг.1-2 (на фиг.1 - общий вид ВПОАГ, на фиг.2 - кладка стеклоблоков в аксонометрической проекции).
ВПОАГ состоит из корпуса 1, снабженного горизонтальными и вертикальными трубными досками 2 и 3, верхних крышек 4 и 5, закрывающих верхнюю горизонтальную трубную доску 2, торцевых крышек 6 и 7, закрывающих крайние вертикальные трубные доски 3, снабженных патрубками для входа и выхода дымовых газов и воздуха 8, 9, 10, 11, соответственно, поддона 12 с коническим днищем 13, закрывающего нижнюю горизонтальную трубную доску 2; внутри корпуса 1 между горизонтальными и вертикальными трубными досками 2 и 3 расположены ярусы 14, на которых помещены пакеты 15, каждый из которых включает в себя стеклоблоки 16 с воздушными каналами 17, имеющими шероховатую поверхность, и газовыми каналами 18 с гладкой поверхностью, выполненными из термостойкого малощелочного стекла армированного металлической сеткой и размещенными перпендикулярно относительно друг друга с упругими прокладками между стеклоблоками 16 и корпусом 1 (на фиг.1, 2 не показаны), при этом стеклоблоки 16 уложены многорядной системой перевязки по длине и ширине пакета 15 таким образом, что между ними по длине существуют зазоры, которые образуют газовые каналы 19, пакеты 15 в корпусе 1 и перегородка 20 в верхней зоне поддона 12 создают по газу I-й и II-й газоходы, которые сообщаются вверху с верхними крышками 4 и 5, соответственно, внизу в поддоне 12 сообщаются между собой через окно 21, верхняя зона поддона 12 в I-м газоходе снабжена штуцером подачи озоновоздушной смеси 22, соединенным с перфорированным патрубком 23, а коническое днище 13 снабжено конденсатным штуцером 24.
2
2
3
2
2
4
Предлагаемый ВПОАГ работает следующим образом. Через патрубок 11 и торцевую крышку 7 в воздушные каналы 17 с шероховатой поверхностью II-го газохода вентилятором (на фиг.1, 2 не показан) подается холодный воздух, который при прохождении через воздушные каналы 17, в результате теплообмена с горячими дымовыми газами в I-м и II-м газоходах в результате передачи тепла теплопроводностью с дымовыми газами через общие стенки газовых каналов 18, 19 и воздушных каналов 17, конвекции в газовой и воздушной средах, нагревается до требуемой температуры и через торцевую крышку 6 и патрубок 10 выводится из ВПОАГ. Одновременно из транзитного газохода (на фиг.1, 2 не показан) через патрубок 8, верхнюю крышку 4 в газовые каналы с гладкими стенками 18, 19 I-го газохода подают горячие дымовые газы, которые в результате теплообмена с воздухом через стенки каналов 18, 19 охлаждаются в I-м газоходе до температуры близкой к точке росы с конденсацией части водяных паров, содержащихся в них (образовавшийся конденсат попутно смешивается с частицами механических примесей, находящихся в дымовых газах), после чего попадают в верхнюю зону поддона 12, в которой смешиваются с озоновоздушой смесью, поступающей из озонатора (на фиг.1, 2 не показан) через штуцер 22 и перфорированный патрубок 23. В результате смешения озоновоздушной смеси с дымовыми газами в верхней зоне поддона 12 происходит быстрая реакция окисления трудно растворимых в воде оксидов серы и азота (NO и SO) до быстро растворимых в воде (NO и SO), которые взаимодействуя с каплями конденсата, растворяются в нем с образованием азотной и серной кислот (HNO иHSO [Ежов В.С. Разработка комплексного способа очистки вредных газообразных выбросов, автореф. докт. дисс., М., 2009], образуя кислый конденсат, стекающий в коническое днище 13. Частично охлажденные и очищенные дымовые газы из I-го газохода через окно 21 поступают во II-й газоход, где продолжаются вышеописанные процессы их охлаждения и очистки, после чего окончательно очищенные от оксидов серы, оксидов азота и механических примесей через верхнюю крышку 5 и патрубок 9 выводятся из ВПОАГ, а кислый конденсат с уловленными механическими примесями собирается в коническом днище 13 поддона 12, откуда через конденсатный штуцер 24 подается на утилизацию или сбрасывается в дренаж.
Таким образом предлагаемая полезная модель «Воздухоподогреватель-очиститель для агрессивных газов» позволяет проводить процессы утилизации тепла и очистки агрессивных дымовых газов одновременно в одном аппарате, что повышает экономическую и экологическую эффективность котельной установки в целом.