Спосіб отримання теплоносія

Реферат: Спосіб отримання теплоносія, що включає операції доставки і подачі в зону горіння камери згоряння стислого повітря і водовугільного пилоподібного палива, подачу в утворений газоподібний продукт диспергованої води для отримання парогазової суміші, попереднього очищення парогазової суміші від твердих відходів крупної фракції за допомогою циклону, остаточного очищення парогазової суміші від відходів у вигляді водної суспензії, перетворення енергії парогазової суміші в енергію теплоносія і утилізації відходів, причому перетворення енергії парогазової суміші в енергію теплоносія і остаточне очищення парогазової суміші від відходів у вигляді водної суспензії проводять одночасно за допомогою барботажного перетворювача енергії парогазової суміші в теплоносій теплообмінника, в якому температуру нагріву теплоносія на його виході змінюють у функції зміни тиску парогазової суміші в згаданому барботажному теплообміннику, при цьому на попереднє очищення в циклон подають парогазову суміш температурою не менше 500 °C, на остаточне очищення парогазову суміш подають в барботажний теплообмінник температурою не менше 250-400 °C і тиском не менше 3 атмосфер, при цьому перед доставкою у водовугільне пилоподібне паливо вводять водорозчинний засіб, який запобігає замерзанню, а перед подачею в камеру згоряння з суміші водовугільного пилоподібного палива із згаданим засобом виділяють рідку фазу до отримання кеку, який потім змішують з водою до певної концентрації для подачі в камеру згоряння, а отримані відходи перед утилізацією змішують з виділеною рідкою фазою. UA 100042 U (12) UA 100042 U UA 100042 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області теплоенергетики і може бути використана при отриманні теплоносія для автономного теплопостачання виробничих і комунально-побутових споживачів тепла. Відомий спосіб отримання парогазової суміші, реалізований в пристрої отримання парогазової суміші по патенту RU2098720C1, МПК6 F24D1/00, F24H1/28, дата пріоритету: 09.08.1995р., дата публікації: 10.12.1997р., який включає операції доставки і подачі в зону горіння камери згоряння стислого повітря і сипкого палива, подачу в утворений газоподібний продукт, в зоні змішення камери згоряння, диспергованої води для отримання парогазової суміші. На відміну від способу отримання парогазової суміші і використовування її енергії для отримання теплоносія в приведеному заявленому способі процес отримання парогазової суміші протікає при низькому тиску, близькому до атмосферного. Як паливо використовується тільки вуглеводневе паливо. Процес передачі енергії від парогазової суміші стінкам теплообмінника здійснюється в газовому середовищі. Недоліком приведеного способу є те, що він призначений тільки для систем, в яких в якості палива використовується тільки вуглеводневе паливо, через що він не знайшов широкого застосування. Мала інтенсивність процесу передачі теплової енергії стінкам теплообмінника, через протікання процесу в газовому середовищі при атмосферному, тобто низькому тиску, при необхідності отримання теплоносія з температурою до 100 °C і вище, обумовлює низький коефіцієнт корисного використовування енергії конденсації водяного пару парогазової суміші і відповідно низький коефіцієнт корисної дії (ККД). Найближчим аналогом заявленого способу за сукупністю ознак і очікуваному технічному результату є спосіб отримання теплоносія, реалізований в теплогенератор і по патенту RU 2198350C2, МПК 7 F24D1/00, F24D5/10, дата пріоритету: 24.08.2000р., дата публікації 10.02.2003р., що включає операції доставки і подачі в зону горіння камери згоряння стислого повітря і водовугільного пилоподібного палива, подачу в газоподібний продукт утвореної диспергованої води для отримання парогазової суміші, попереднього очищення парогазової суміші від твердих відходів крупної фракції за допомогою циклону, остаточного очищення парогазової суміші від відходів у вигляді водної суспензії, перетворення енергії парогазової суміші в енергію теплоносія і утилізації відходів. На відміну від заявленого способу отримання теплоносія (парогазової суміші) в приведеному способі процес передачі енергії від парогазової суміші стінкам теплообмінника здійснюється в газовому середовищі. Процеси остаточного очищення парогазової суміші і отримання теплоносія здійснюються в певній послідовності та роздільно. Процес остаточного очищення парогазової суміші і утилізації енергії пару, що міститься в суміші, здійснюється промивкою живильною водою. Недоліками приведеного способу є низька інтенсивність процесу передачі теплової енергії від парогазової суміші стінкам теплообмінника, низька інтенсивність і мала питома вага в загальному процесі теплопередачі в рідинному теплообміннику, складність процесу перетворення енергії парогазової суміші, велика витрата живильної води, необхідної для очищення парогазової суміші, і відповідно великий обсяг одержуваної забрудненої води, низький коефіцієнт перетворення енергії парогазової суміші, отримання низькотемпературного теплоносія при утилізації енергії конденсації парогазової суміші шляхом промивки живильною водою, відсутність чітких параметрів процесу отримання теплоносія, що обмежує промислову застосовність даного способу, не передбачаються заходи направлені на забезпечення безперебійного промислового використовування способу при низьких температурах, обумовленого властивостями пилоподібних водовмісних початкових компонентів і відходів до змерзання. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб отримання теплоносія шляхом введення нових операцій в новій послідовності і зміни умов їх виконання, інтенсифікувати процес перетворення енергії парогазової суміші в теплоносій, і за рахунок цього значно спростити спосіб, підвищити технологічність і ККД перетворення енергії парогазової суміші в теплоносій, і забезпечити умови безперебійного промислового використовування способу при низьких температурах, незалежно від властивостей пилоподібних водовмісних початкових компонентів і відходів схильних до замерзання. Задача вирішена тим, що в способі отримання теплоносія, що включає операції доставки і подачі в зону горіння камери згоряння стислого повітря і водовугільного пилоподібного палива, подачу в утворений газоподібний продукт диспергованої води для отримання парогазової суміші, попереднього очищення парогазової суміші від твердих відходів крупної фракції за допомогою циклону, остаточного очищення парогазової суміші від відходів у вигляді водної суспензії, перетворення енергії парогазової суміші в енергію теплоносія і утилізації відходів, 1 UA 100042 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 згідно корисної моделі, перетворення енергії парогазової суміші в енергію теплоносія і остаточне очищення парогазової суміші від відходів у вигляді водної суспензії проводять одночасно за допомогою барботажного перетворювача енергії парогазової суміші в теплоносій теплообмінника, в якому температуру нагріву теплоносія на його виході змінюють у функції зміни тиску парогазової суміші в згаданому барботажному теплообміннику, при цьому на попереднє очищення в циклон подають парогазову суміш температурою не менше 500 °C, на остаточне очищення парогазову суміш подають в барботажний теплообмінник температурою не менше 250-400 °C і тиском не менше 3 атм., при цьому перед доставкою у водовугільне пилоподібне паливо вводять водорозчинний засіб, який запобігає замерзанню, а перед подачею в камеру згоряння з суміші водовугільного пилоподібного палива із згаданим засобом виділяють рідку фазу до отримання кеку, який потім змішують з водою до певної концентрації для подачі в камеру згоряння, а отримані відходи перед утилізацією змішують з виділеною рідкою фазою. Згідно корисної моделі як засіб, який запобігає замерзанню і пилеутворенню, використовують бішофіт, поліспирти. Приклад виконання способу. Перед доставкою до складу водовугільного пилоподібного палива вводять водорозчинний засіб запобігаючий замерзанню, а перед подачею в камеру згоряння з отриманої суміші виділяють рідку фазу і вугільний кек. Потім виділений вугільний кек змішують з водою до певної концентрації для подачі в камеру згоряння спільно із стислим повітрям. В результаті згоряння палива утворюється високотемпературна газова суміш, що складається в основному з продуктів згоряння горючої частини вугільного пилу, золи, водяної пари. Далі в зону змішення камери згоряння подають дисперговану воду. Кількість диспергованої води подають до досягнення в утвореній парогазовій суміші температури не менше 500 °C. Утворену парогазову суміш з температурою не менше 500 °C подають в циклон, де її піддають попередньому очищенню шляхом уловлювання продуктів згоряння у вигляді твердих відходів крупної фракції. Уловлені тверді відходи крупної фракції під дією сили тяжкості опускаються в накопичувальну місткість. Далі з виходу з циклону попередньо очищену парогазову суміш доводять до температури 250-400 °C очищеним охолодженим газом за допомогою газового теплообмінника, і далі її з даною температурою і під тиском не менше 3 атмосфер подають в барботажний перетворювач парогазової суміші, в якому одночасно проводяться процеси перетворення енергії парогазової суміші в теплоносій, остаточного очищення парогазової суміші шляхом виділення продуктів горіння у вигляді відходів водної суспензії. Пояснюється це тим, що при пропусканні парогазової суміші через воду під тиском виникає процес барботування, в результаті якого пухирці газу очищаються від пилу, тобто від відходів продуктів горіння дрібної фракції і деяких газів, охолоджуються, пара конденсується, теплова енергія передається воді, а очищений газ виводиться в газовий теплообмінник, де він нагрівається попередньо очищеним газом до максимально можливої температури і далі подається в турбіну турбогенератора. Одночасно з цим в барботажному перетворювачі енергії парогазової суміші в теплоносій здійснюється процес передачі теплової енергії теплоносію, зокрема воді. Для отримання температури теплоносія 120-150 °C, яку використовують в системах теплопостачання, тиск в перетворювачі парогазової суміші в теплоносії підтримують близько 10 атмосфер. Виділені в процесі барботування відходи продуктів горіння дрібної фракції забруднюють барботажну воду, і досягши певної концентрації забруднення, її виводять з перетворювача енергії парогазової суміші в теплоносій у вигляді водної суспензії. Частину відходів у вигляді водної суспензії повертають на початок технологічного процесу для отримання теплоносія, а частину згаданих відходів змішують з відходами продуктів горіння крупної фракції, рідкою фазою, виділеною з водовугільного пилоподібного палива і далі направляють на утилізацію. Найекономічнішим способом внесення у водовугільне пилоподібне паливо засобів (бішофіту, поліспиртів) по попередженню замерзання є змішення початкового вугільного пилу з водним розчином вищезазначених засобів. У випадку, якщо обсяг виробленої в накопичувальній місткості циклону суспензії відходів виробництва приблизно дорівнює обсягу або менше обсягу водовугільного палива, досягається достатньо низька температура замерзання вищезгаданої суспензії що сприяє умовам використовування транспортних засобів, які доставляють водовугільне паливо до технологічного процесу та вивозять відходи виробництва до місця утилізації. 2 UA 100042 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 1. Спосіб отримання теплоносія, що включає операції доставки і подачі в зону горіння камери згоряння стислого повітря і водовугільного пилоподібного палива, подачу в утворений газоподібний продукт диспергованої води для отримання парогазової суміші, попереднього очищення парогазової суміші від твердих відходів крупної фракції за допомогою циклону, остаточного очищення парогазової суміші від відходів у вигляді водної суспензії, перетворення енергії парогазової суміші в енергію теплоносія і утилізації відходів, який відрізняється тим, що перетворення енергії парогазової суміші в енергію теплоносія і остаточне очищення парогазової суміші від відходів у вигляді водної суспензії проводять одночасно за допомогою барботажного перетворювача енергії парогазової суміші в теплоносій теплообмінника, в якому температуру нагріву теплоносія на його виході змінюють у функції зміни тиску парогазової суміші в згаданому барботажному теплообміннику, при цьому на попереднє очищення в циклон подають парогазову суміш температурою не менше 500 °C, на остаточне очищення парогазову суміш подають в барботажний теплообмінник температурою не менше 250-400 °C і тиском не менше 3 атмосфер, при цьому перед доставкою у водовугільне пилоподібне паливо вводять водорозчинний засіб, який запобігає замерзанню, а перед подачею в камеру згоряння з суміші водовугільного пилоподібного палива із згаданим засобом виділяють рідку фазу до отримання кеку, який потім змішують з водою до певної концентрації для подачі в камеру згоряння, а отримані відходи перед утилізацією змішують з виділеною рідкою фазою. 2. Спосіб отримання теплоносія за п. 1, який відрізняється тим, що як засіб, який запобігає замерзанню і пилеутворенню, використовують бішофіт, поліспирти. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3