УСТРОЙСТВО ТЕРМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель относится к устройствам для уничтожения промышленных отходов сжиганием, в частности к устройствам для уничтожения газообразных отходов или вредных газов, и может быть использована для термической очистки газов.
Известно устройство термической очистки газов, описанное в патенте Российской Федерации №2554965 на изобретение «Установка термической очистки отходящего воздуха» по классу F23G 7/06, заявленном 09.03.2011 г. и опубликованном 10.07.2015 г.
Данное устройство содержит камеру сгорания и теплообменник для передачи тепла от выработанного в камере сгорания очищенного газа в подаваемый в камеру сгорания неочищенный газ, причем теплообменник имеет внутреннюю теплообменную камеру для протекания внутренней текучей среды и внешнюю теплообменную камеру для протекания внешней текучей среды, при этом установка снабжена байпасным устройством с отделительным устройством, посредством которого часть внешнего потока текучей среды в виде байпасного потока текучей среды отделяется от внешнего остаточного потока текучей среды, и с подмешивающим устройством, посредством которого байпасный поток текучей среды подмешивается обратно в остаточный поток текучей среды после того, как он прошел участок внешней теплообменной камеры, а байпасное устройство имеет байпасный канал, кольцеобразно охватывающий путь остаточного потока текучей среды.
Подмешивающее устройство имеет, по меньшей мере, одно место подмешивания, которое кольцеобразно простирается, по меньшей мере, по половине контура остаточного потока текучей среды, или несколько мест подмешивания, распределенных по области подмешивания. Подмешивающее устройство расположено выше по потоку от выхода внешней текучей среды из внешней теплообменной камеры или выше по потоку от входа остаточного потока во внешнюю теплообменную камеру. Внешняя теплообменная камера выполнена с возможностью протекания неочищенным или очищенным газом.
Байпасное устройство имеет, по меньшей мере, один дроссельный элемент, выполненный в виде потокового барьера с проходными отверстиями. Отделительной устройство имеет байпасную заслонку для управления поступлением байпасного потока текучей среды в байпасное устройство и заслонку теплообменника для управления поступлением остаточного потока текучей среды в теплообменник. Байпасная заслонка и заслонка теплообменника связаны друг с другом механически или в системе автоматического управления.
Недостатком известного устройства является неудовлетворительные надежность и степень очистки газов, обусловленные сложностью его конструкции и тем, что для термической очистки промышленных загрязненных газов используется сжигание природного газа, которое не гарантирует чистоты выходящего из устройства воздуха и к тому же загрязняет его продуктом горения угарным газом.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности устройства термической очистки газов в эксплуатации и степени очистки газов.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является поддержание оптимальной температуры нагрева в камере сгорания и исключение появления продуктов сгорания природного газа в очищенном газе за счет использования механизма высокочастотного индукционного нагрева.
Указанный результат достигается тем, что:
1. В устройстве термической очистки газов, содержащем камеру сгорания, внутреннюю камеру для протекания внутреннего потока текучей среды, внешнюю камеру для протекания внешнего потока текучей среды, а также подмешивающее приспособление для подачи части внешнего потока текучей среды, согласно полезной модели, камера сгорания выполнена в виде камеры высокочастотного индукционного нагрева с сетчатым металлическим сердечником из жаропрочного металла, установленным внутри цилиндрического корпуса, выполненного из жаростойкого бетона, в стенке которого размещена медная спиральная обмотка, выполненная с внутренним каналом для протекания охлаждающей жидкости, при этом камера сгорания соосно установлена внутри цилиндрической внешней камеры, имеющей в верхней части отверстия для прохода атмосферного воздуха, а подмешивающее приспособление снабжено вентилятором с приводным двигателем и имеет канал для подачи части потока газа из внешней камеры устройства во внутреннюю камеру, расположенную на входе камеры сгорания.
2. В устройстве по п. 1, согласно полезной модели, канал подмешивающего приспособления выполнен спирально обвивающим снаружи камеру сгорания.
3. В устройстве по п. 1, согласно полезной модели, сердечник выполнен сменным.
Выполнение камеры сгорания в виде камеры высокочастотного индукционного нагрева с сетчатым металлическим сердечником из жаропрочного металла, установленным внутри цилиндрического корпуса, выполненного из жаростойкого бетона, в стенке которого размещена медная спиральная обмотка, выполненная с внутренним каналом для протекания охлаждающей жидкости, размещение камеры сгорания соосно установленной внутри цилиндрической внешней камеры, имеющей в верхней части отверстия для прохода атмосферного воздуха, снабжение подмешивающего приспособления вентилятором с приводным двигателем и каналом для подачи части потока газа из внешней камеры устройства во внутреннюю камеру, расположенную на входе камеры сгорания, позволяет сделать устройство термической очистки газов более простым, поддерживать оптимальную температуру нагрева в камере сгорания и исключить появление продуктов сгорания природного газа в очищенном газе за счет использования механизма высокочастотного индукционного нагрева. Все это дает возможность повысить надежность устройства термической очистки газов в эксплуатации и степень очистки газов.
При этом канал подмешивающего приспособления может быть выполнен спирально обвивающим снаружи камеру сгорания.
При этом сердечник может быть выполнен сменным.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству термической очистки газов новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Заявляемое устройство термической очистки газов обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:
1. камера сгорания выполнена в виде камеры высокочастотного индукционного нагрева с сетчатым металлическим сердечником из жаропрочного металла, установленным внутри цилиндрического корпуса, выполненного из жаростойкого бетона, в стенке которого размещена медная спиральная обмотка, выполненная с внутренним каналом для протекания охлаждающей жидкости, при этом камера сгорания соосно установлена внутри цилиндрической внешней камеры, имеющей в верхней части отверстия для прохода атмосферного воздуха, а подмешивающее приспособление снабжено вентилятором с приводным двигателем и имеет канал для подачи части потока газа из внешней камеры устройства во внутреннюю камеру, расположенную на входе камеры сгорания,
2. канал подмешивающего приспособления выполнен спирально обвивающим снаружи камеру сгорания,
3. сердечник выполнен сменным.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в устройствах для уничтожения промышленных отходов сжиганием, в частности, в устройствах для уничтожения газообразных отходов или вредных газов, и может быть использована для термической очистки газов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлено на:
Фиг. 1. Общий вид устройства термической очистки газов в разрезе.
Фиг. 2. Вид сверху устройства термической очистки газов.
Устройство термической очистки газов, представленное на чертежах (см. Фиг. 1, 2, 3), содержит камеру сгорания с сетчатым металлическим сердечником 1 из жаропрочного металла, в частности, из хромникелевого сплава ХН45Ю с рабочей температурой 1200-1300°С. Сердечник 1 установлен внутри цилиндрического корпуса 2, выполненного из жаростойкого бетона. Сердечник 1 выполнен сменным. В стенке корпуса 2 размещена медная спиральная обмотка 3, выполненная с внутренним каналом для протекания охлаждающей жидкости, источник которой и канал подачи к обмотке 3 на чертежах не показаны. Камера сгорания представляет собой камеру высокочастотного индукционного нагрева, ее спиральная обмотка 3 подключена к источнику тока высокой частоты (на чертежах не показан).
Камера сгорания соосно установлена внутри цилиндрической внешней камеры 4, имеющей в верхней части отверстия 5 для прохода атмосферного воздуха. На входе камеры сгорания расположена внутренняя камера 6, имеющая форму усеченного конуса и присоединяемая к источнику загрязненного газа - трубе 7.
Подмешивающее приспособление снабжено вентилятором 8 с приводным двигателем 9 и имеет канал 10 для подачи части потока газа из внешней камеры 4 устройства во внутреннюю камеру 6. Канал 10 подмешивающего приспособления выполнен спирально обвивающим снаружи камеру сгорания.
Работа устройства термической очистки газов происходит следующим образом.
Оператор подключает спиральную обмотку 3 камеры сгорания к источнику тока высокой частоты (на чертежах не показан). Вследствие индукционного нагрева сетчатый металлический сердечник 1 разогревается и нагревает проходящий через него загрязненный газ, который разогревается до высокой температуры, при этом происходит сжигание имеющихся в нем загрязнений.
Для лучшей очистки газа оператор включает двигатель 9, который начинает вращать вентилятор 8 подмешивающего приспособления. Вентилятор 8 отбирает часть газа из внешней камеры 4 устройства и через спиральный канал 10 подмешивающего приспособления направляет газ во внутреннюю камеру 6. Газ, проходя через канал 10, нагревается от камеры сгорания, и, попадая через внутреннюю камеру 6 в камеру сгорания, способствует лучшему сжиганию загрязнений, поскольку в нем за счет притока атмосферного воздуха выше содержание кислорода, чем в загрязненном газе, поступающем во внутреннюю камеру 6 из трубы 7.
Заявляемая полезная модель по сравнению с наиболее близким аналогом более надежна в эксплуатации и имеет более высокую степень очистки газов за счет поддержания оптимальной температуры нагрева в камере сгорания и исключения появления продуктов сгорания природного газа в очищенном газе, обеспечиваемого использованием процесса высокочастотного индукционного нагрева.
Кроме того, заявляемое устройство термической очистки газов более экономично, так как не требует для очистки воздуха от загрязнений сжигания больших объемов природного газа.