ЭКОНОМАЙЗЕР-ЗОЛОУЛОВИТЕЛЬ
WASTE-GAS HEATER-ASH TRAP

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к аппаратам для очистки горячих дымовых газов и одновременного нагрева воды для производственных и хозяйственных нужд.
Известно устройство для очистки газов, содержащее корпус с наклонными полками, на которых размещен зернистый фильтрующий материал, диффузор, конфузор, подводящий и отводящий газопроводы и механизм поворота (А.С. 590001, 1978 г., СССР).
Известное устройство для очистки газов сложно по конструкции, на приведение механизма поворота необходима затрата энергии.
Известно устройство для очистки газовых смесей, содержащее корпус и камеру, образованные перфорированными пластинами и заполненные твердым связующим материалом (А.С. 320974, 1971 г., СССР).
В известном устройстве для очистки газовых смесей отсутствуют элементы и теплообменники для нагрева воды горячими дымовыми газами.
Известен теплообменник, содержащий размещенные один над другим горизонтальные теплообменные элементы типа «труба в трубе» и соединительные панели на концах каждого элемента, причем на теплообменных элементах нанесена винтовая накатка (Патент РФ 2141614, 1999 г.).
Известный теплообменник сложный по конструкции, не имеет элементов по очистке газов от золы (пыли).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является теплообменник типа «труба в трубе», содержащий наружные трубы и внутреннюю трубу, снабженную наружным спиральным оребрением (А.С. 1397737, 1973 г., СССР).
В конструкции известного теплообменника отсутствуют элементы и устройство по очистке газов от золы (пыли).
Техническим результатом является улучшение процесса золоулавливания и расширение функциональных возможностей экономайзера-золоуловливателя.
Технический результат достигается тем, что экономайзер-золоулавитель, содержащий наружные покрытые теплоизоляцией трубы с крышками и внутреннюю трубу, снабженную спиральным оребрением, согласно изобретению внутренняя труба выполнена в виде змеевика. На вертикальных и среднем горизонтальном участках трубы прикреплены газопроницаемые полуцилиндры, выполненные из термостойкой металлической сетки и заполнены акцепторным материалом, прижаты через стенки крышки и средней трубы болтами. Патрубки входа холодной и горячей воды прикреплены к стенкам наружной трубы под углом 90° к потоку движения по ней горячих дымовых газов и соединены со змеевиком внутренней трубы. К нижним частям крышек прикреплены патрубки через шиберные заслонки, соединенные с линией золоудаления.
На фиг.1 изображен предложенный экономайзер-золоуловитель; на фиг.2 - внутренняя труба с полуцилиндрами в разрезе.
Экономайзер-золоуловитель содержит наружные трубы 1, 2 и 3, покрытые теплоизоляцией, причем труба 3 имеет поперечное сечение, уменьшающееся в направлении движения газов, а труба 1 с увеличивающимся поперечным сечением в направлении движения газов. Патрубки 4 и 5 подсоединены к фланцам дымохода, например котлоагрегата (не показано), а патрубки 6 и 7 - к фланцам трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения соответственно (не показаны).
Внутренняя труба 8 выполнена в виде змеевика, на верхнем 9 и на нижнем 10 участках ее выполнено наружное спиральное оребрение 11 и 12 соответственно. На вертикальных участках 13 и 14 прикреплены газопроницаемые полуцилиндры 15 и 16, прижатые к участкам 13 и 14 болтами 17 и 18, вмонтированными в крышках 13 и 20 (верхней и нижней) и в изгибах 21 и 22. Патрубки 23 и 24 через шиберные заслонки соединены с линией золоудаления (не показана) и прикреплены к нижней части верхней и нижней крышек 19 и 20.
Полуцилиндры 15 и 16 выполнены, например, из термостойкой металлической сетки 25 и заполнены, например, акцепторным материалом или скрубберными насадками (кольцами с перегородками и без них).
Газопроницаемые полуцилиндры 26 и 27 закреплены на среднем горизонтальном участке 28 внутренней трубы 8 с помощью верхних 29 и нижних 30 болтов. Полуцилиндры 26 и 27 выполнены так же из термостойкой металлической сетки 25 и заполнены акцепторным материалом или скрубберными насадками. Патрубками 4 и 5 экономайзер-золоуловитель крепится к фланцам дымохода на основной или обводной линии (не показаны). Патрубок 6 прикреплен к верхней стенке наружной трубы под углом 90° к потоку движения дымовых газов, а патрубок 7 - к нижней стенке наружной труби 3, к которым прикреплена со стороны потока дымовых газов внутренняя труба 8.
Экономайзер-золоуловитель работает следующим образом:
При работе котлоагрегата, например на твердом топливе, горячие дымовые газы входят через патрубок 5 во внутрь наружной трубы 3. Огибая наружное спиральное оребрение нижнего участка 10 внутренней трубы 8, дымовые газы завихряются, отдают тепло воде, выходящей из патрубка 7 в систему горячего водоснабжения, и оставляют частички золы, удаляемые периодически через патрубок 24. Поднимаясь вверх, дымовые газы проходят через полуцилиндры 15 и 16, 26 и 27, оставляют в них мелкие фракции золы и так же отдают свое тепло воде, движущейся сверху вниз по внутренней трубе 8. Газы, выходящие из экономайзера-золоуловителя, уже имеют минимальную температуру, например 100-120°С, и практически очищенные от твердых частичек (сажи и золы).
Периодически экономайзер-золоуловитель выводится из работы на прочистку. Откручиваются болты 17, 18, 29 и 30, прижимающие полуцилиндры 15 и 16, 26 и 27 к участкам 13, 28 и 14 внутренней трубы 8, вскрываются крышки 19 и 20, извлекают засоренные твердыми частичками полуцилиндры 15 и 16, 26 и 27 и заменяются новыми. Вкручиваются болты 17, 18, 29 и 30 в наружные стенки полуцилиндров 15 и 16, 26 и 27. После этого крышки 19 и 20 ставят на свои места и экономайзер-золоуловитель опять готов к эксплуатации.
Предлагаемый экономайзер-золоуловитель прост по конструкции, многоярусное исполнение позволяет улучшить процесс золоулавливания. Наличие в его конструкции полуцилиндров, заполненных акцепторным материалом, позволяет задерживать из дымовых выбросов серный ангидрид и другие компоненты, пагубно влияющие на здоровье человека. Из собранных твердых частиц возможно изготовлять строительные блоки и другие конструкции.
Выполнение внутренней трубы в виде змеевика увеличивает ее поверхность соприкосновения с горячими дымовыми газами и тем самым за счет противотока будет происходить максимальная теплопередача между газами и водой.