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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2124674

KATALYTISCHE HEAT

KATALYTISCHE HEAT

Name des Erfinders:. Weber YP; Winokurow VL. Ismagilov Z.R. Klimov Uhr. Lidzhiev SH.L. Sazonov VA. Homlyansky AB
Der Name des Patentinhabers: Open Joint Stock Company "Novosibirsk Wissenschaftliche Forschung und Design - Institut für Umweltprobleme"; Institute of Catalysis SB RAS im.G.K.Boreskova
Korrespondenzanschrift: 630091, Novosibirsk, Sowjetskaja - Straße 52 / I 278
Startdatum des Patents: 1996.01.10

Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungssystem und in Heizungsanlagen und Kraftstoffverbrennung zum Erwärmen Arbeitsflüssigkeiten verwendet werden. Die Erfindung stellt eine Stabilisierungstemperatur in der Verbrennungszone. Der Wärmeerzeuger umfasst ein Gehäuse 1, das den Lufteinlassabschnitt, Verbrennung und Wärmeabfuhr beherbergt. Getrennt von dem Verbrennungsabschnitt des Lufteinlaßabschnitts Gasverteilungsgitter 5 und hat eine Schlitzstruktur 7. Der Abschnitt Brennervorrichtung der Wärmeabfuhr besteht aus dem Wärmetauscher 8 und ein Raum 9 unter nicht-isothermen Düsentauscher 8. Auf der Außenfläche des Gehäuses 1 ist ein Wassermantel, die 16-19 der parallelen Abschnitten besteht in Reihe mit dem Wärmetauscher 8 verbunden ist.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungssystem und in Heizungsanlagen und Brennstoffverbrennung verwendet werden , um die Arbeitskörper zu erwärmen , wo die Verbrennung von Brennstoffen in der Wirbelschicht erfolgt.

Eine Vorrichtung, bei der Kraftstoffverbrennung in einem Wirbelbett nimmt (aut. Zertifikat. UdSSR N 1323844 "Wärmetauscher").

Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit Anschlüssen für die Zufuhr von Brennstoff, Luft und Wasser und dem Heißwasserauslauf und den Verbrennungsprodukten. Im Inneren des Gehäuses ist ein Gasverteilungsnetz, Kopf-, inerte Packung (feste Zwischenkühlmittel) und der Rohrwärmetauscher - Spule einen Drehantrieb aufweist. Als inerte Packung verwendete Sand, Dolomit, Schamott Baby, die Verbrennung bei hohen Temperaturen tragen Kraftstoff macht durch die Geschwindigkeit auf der Oberfläche der Teilchen und festen inerten Material verbrennen, zusätzlich bestimmt, müssen die hohen Temperaturniveaus streng eingehalten werden, dh. A. Wenn die Temperatur sinkt Verbrennung wird instabil.

Die am nächsten an der beanspruchten Vorrichtung ist ein katalytisches Wärmeerzeuger (Prototyp), in Proc. wissenschaftliche Arbeiten "Die technologischen Prozesse auf Basis von katalytischen Wärmeerzeuger" der UdSSR, Institut für Katalyse, Novosibirsk, 1985 Abb. 2, p. 22 Vedyakin PI et al., "Anwendung des katalytischen Wärmeerzeuger für Warmwasserbereitung und Trocknen adsorptive Kontaktmaterialien". Bekannte Wärmeerzeuger besteht aus einem Gehäuse mit Kraftstoff Einlaßdüsen, Luft und Wasser und das heiße Wasser zu entfernen und die Rauchgase in den unteren Teil des Gehäuses an eine Gasverteilungsnetz platziert Katalysatorschicht - Zwischen festen Wärmeträger, über dem in Serie auf Einstellung Gehäuse nicht-isothermen Düse und Economizer angeordnet sind, auf dem Außengehäuse befindet sich ein Luftkühlmantel, zusätzlich innerhalb des Gehäuses in der Verbrennungszone des Erhitzers in einem vertikalen Rohr 20 Field angeordnet ist.

In dieser Wärmequelle auftritt flammenlose Verbrennung von Brennstoff an der Oberfläche der Katalysatorkörner in einem fluidisierten Zustand.

Das Design der Wärmequelle ermöglicht sauberer brennender Kraftstoff, wenn im Entwurfsmodus, t arbeitet. Um. Der Kraftstoffverbrauch, die Menge des Wirbelluft und die Temperatur des erwärmten Wassers wird auf diesen Prozess starr verbunden.

Unter realen Bedingungen kann der Wasserstrom aus dem berechneten anders sein, die Wassertemperatur in weiten Grenzen variiert. Regulation Generator Brennströmungsratenänderung nicht möglich ist aufgrund der Tatsache, dass in der Heizungs-, typischerweise eine qualitative Regelung der Wärmezufuhr, wobei die Wasserströmung konstant gehalten wird. Außerdem führt die Abnahme der Kühlmittelstrom zu einer gleichzeitigen Erhöhung der Temperatur von erwärmtem Wasser, die der Siedetemperatur und der Temperatur in der Verbrennungszone , die , sobald eine kritische Katalysator bis 1000 o C seine Zerstörung verursacht überschreiten. Durch Erhöhung Tropfenwasservorlauftemperatur tritt in der Verbrennungszone auf 700 o C oder niedriger ist , die die Stabilität des Verbrennungsprozesses beeinflusst und als Folge, die Vollständigkeit der Verbrennung.

Regulation der Temperaturänderung des Luftstroms ist nicht akzeptabel, t. K. Violated erstens die Fluidisierungsbedingungen, und zweitens, das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die die Bildung von schädlichen Emissionen verursacht.

Feld der Röhrchen werden in ein Fließbett eingetaucht und entlastet den Hauptteil der Wärme kann Temperaturverringerung in der Verbrennungszone führen und folglich zu erhöhten Emissionen von CO und NO x. Das Vorhandensein von Jacke Luftkühlung erlaubt es nicht effektiv die Temperaturregelung der Verbrennung zu beeinflussen.

Die Aufgabe der Erfindung gelöst wird, eine Kraft-Wärme-Einheit zu schaffen, effektive Verwendung von Wärme aus der Verbrennung von Brennstoff und ökologische Reinheit der Abgase bereitstellt.

Die erfindungsgemäße katalytische Wärmequelle bietet im Bereich der Kraftstoffverbrennung Stabilisierung der Temperatur.

Paten katalytische Wärmequelle besteht aus einem vertikalen Gehäuse mit Luftdüsen und Brennstoff an der Unterseite, zwischen denen das Innere des Gehäuses des Gitters Gasverteilung angeordnet ist, mit der Schicht aus körniger Oxidationskatalysator in dem mittleren Bereich des Generators ein Wärmetauscher der U-förmigen Rohre, die auf der Außenseite nicht-isothermen Düse Oberfläche des Gehäuses weist einen Kühlmantel, und der Mantel aus Wasser und besteht aus unabhängigen Abschnitten parallel betrieben und in Serie mit dem Wärmetauscher verbunden ist.

Das Vorhandensein des Wassermantels Schnitt ermöglicht die Einstellung der Verbrennungstemperatur durch die Wärmemenge aus der Verbrennungszone abgezogen ändert. Dies wird durch Variieren der Wärmeaustauschfläche Abklemmen Abschnitte des Wassermantels erreicht.

Regulierung der Temperatur durch die Wärme der Auswahl für jeden Abschnitt in den Wassermantel kann in einer Wirbelschicht Stabilisierung der Temperatur des Verbrennungsprozesses zu erreichen (im Bereich von 700 + 800 o C), t. E. Verbrennungsprozess erfolgt bei ausreichend niedrigen Temperaturen , die für den Katalysator optimal sind , und ist in hohem Maße vollständig (preclude Sintern des Katalysators und die Bildung von Kohlenmonoxid, Stickoxiden und Karzinogene).

Die Zeichnung zeigt eine katalytische Wärmequelle in dem Abschnitt.

KATALYTISCHE HEAT

Der Wärmeerzeuger besteht aus einem vertikalen Gehäuse 1, das den Lufteinlassabschnitt befindet, Verbrennung, Wärmeabfuhr und Beruhigungsraum. Luftzufuhrabschnitt eine Aufnahmekammer 2 mit dem Luftzufuhrrohr 3. Abschnitt 4 von der Verbrennungsluftzufuhrabschnitt getrennt ist, 5 der Gasverteilungsgitter eine Schlitzstruktur aufweist und eine Leitung 6 für die Kraftstoffversorgung 7 und einer Brennereinrichtung.

Schnitt Wärmeabfuhr besteht aus einem Wärmetauscher 8 und dem Volumen des nicht-isothermen Düse 9 unter dem Wärmetauscher angeordnet. Die Düse 9 ist aus Drahtgeflecht zusammengesetzt mit einer Maschenweite von 6 bis 10 mm. Der Drahtdurchmesser von 3 mm. Die Wärmeabfuhr Abschnitt mit Öffnungen 10 und 11 für den Eintritt und Austritt von erwärmtem kaltem Wasser. Absetzkammer 12 ist an der Oberseite des Generators 13 angeordnet ist und eine Düse für den Austritt von verbrauchtem Rauchgase 14 Leitung einen Katalysator zum Füllen eines festen kugelförmigen Perlen 15 umfasst, die als Zwischenwärmeträgermedium handeln.

Auf der Außenfläche des Gehäuses ist der Wassermantel der Abschnitte 16, 17 zusammengesetzt ist, 18, 19 mit der Wasserregelventile 20, 21, 22, 23, 24, 25.

Katalytische Wärmeerzeuger arbeitet wie folgt. 3 durch die Leitung Luft in den Lufteinlassabschnitt 2 durch die Gasverteilungsgitter in den Abschnitt 5 4 durch Leitung 6 zugeführt, die Verbrennungs Kraftstoff zugeführt wird, die Brennervorrichtung 7 aufgesprüht wird.

Das Fließbett aus Katalysatorpellets hergestellt durch Abwiegen 15 aufsteigenden Luftstrom und die Verbrennungsprodukte. Am Boden des Wirbelschichtkatalysator intensive Hitze durch Verbrennung. Wärmeübertragung in einer Höhe wird hauptsächlich durch die Katalysatorfließbett Heizkapazität durchgeführt. Heißen Rauchgase und durch einen Teil der Katalysatorpackungs 9 unisothermal Dividieren des Arbeitsvolumens in zwei Zonen durch die Wärmeentfernungsbedingungen festgelegt: der untere 700 + 800 o C und einer Topgas im Verlauf einer Temperatur von 300 + 350 o C. Ferner können die Rauchgase durch die Drallkammer 12 angeordnet durch die Leitung 13 der Wärmequelle. 15 Katalysatorpellets, mitgeführte Gasstrom wieder in das Arbeitsvolumen. Zurückziehen erfolgt durch den Wärmeaustauscher 8 Fläche in einem Wirbelbett eingetaucht. Das Wasser in dem Wärmetauscher fließt durch die Leitung 10 und durch die Leitung 11 mit einer Temperatur von 40 bis 45 o C ist der obere Abschnitt 16 des Wassermantels in der Wärmeentfernungszone angeordnet ist, wo die parallelen Ströme in Abschnitt 17 zugeführt wird, 18, 19, unterhalb der nicht - isothermen Düse 9 in der Zone , Verbrennungs 4. Wasser wird mit einer Temperatur von 65 an den Verbraucher geliefert - 70 o C. Diese Betriebsart ist typisch für eine maximale Generatorleistung.

Wenn Reduktions Wärme oder die Wassertemperatur am Einlaß des Wärmegenerators verringert und die Temperatur in der Verbrennungszone. Wenn die Temperatur der Zone 700 o C Verbrennung erreicht Abschnitt unteren 19 schaltet sich die Ventile 20 und 21 Dadurch wird die Heizfläche reduzieren und somit die Wärmeabfuhr aus dem Verbrennungszone, die zu einer Stabilisierung der Verbrennungstemperatur führen würde. Wenn er fällt weiter sequentiell getrennt Abschnitte 18 und 17 (die Ventile 22 und 23, 24 bzw. 25), während der Temperaturabfall wird nicht aufhören.

Es ist bekannt , dass abhängig von der Außentemperatur Warmwassertemperatur an den Verbraucher während der Übergangszeit (+8 o C) 40 - 50 o C, in der Heizperiode von 60 bis 70 o C, Auslegungstemperatur der Heizperiode von 90 bis 110 o C. In zweiteilige Wassermantel außerhalb Wasserregulierung beschränkt, die diese Regime (vor allem in der Übergangszeit) zu erreichen, schlägt fehl. Wenn die obige 5- Schnittsregulierung Mantel möglich ist, aber praktisch ist es nicht notwendig, die Wassertemperatur in engen Bereichen zu regulieren, da 40 o C der minimale Wassertemperatur für den Verbraucher (Heizung und Warmwasser), bei einer höheren Temperatur (> 110 ° C) Wasser zu kochen beginnt und Überhitzung.

Die Konstruktion von katalytischen Wärmeerzeugers verbessert die Effizienz der potentiellen Energie von flüssigen und gasförmigen Brennstoffe auf Kosten der maximalen Wärmeerzeugung verwendet, die Verwendung von Wasser-Heizkessel geringer Produktivität, geringe Effizienz eliminieren.

Die beanspruchte Wärmequelle bietet eine sauberere Verbrennung Kraftstoff (innerhalb der sanitären Normen) aufgrund der Stabilisierung der Temperatur. Verfügbarkeit Schnittkühlmantel erhöht die katalytische Effizienz des Wärmeerzeugers 0,65-0,9.

Der Kühlmantel Wasser im Vergleich zu Luft eine kompakte Installation, das heißt. K. Ein Wärmeübertragungskoeffizienten von Wasser höher ist als die Luft, und Wasser wird an den Verbraucher geliefert wird, um die Zwischenwärmetauscher umgeht.

Funktionstestarbeit hat sich als die Möglichkeit der Verwendung als stationäre oder mobile als Wärmequellen KGT gezeigt.

Die Fähigkeit, die Temperatur zu stabilisieren, kann die Lebensdauer des Katalysators zu erhöhen.

FORDERUNGEN

1. Katalytische Wärmequelle mit Luftdüsen aus einem vertikalen Gehäuse besteht, und Kraftstoffzufuhr an der Unterseite und Rauchgase im oberen Teil, im Inneren des Gehäuses zwischen der Luftdüsen und Brennstoffgasverteilungsgitter angeordnet, auf dem die Oxidationskatalysatorschicht aus körnigem, über der in Serie angeordnet sind, nicht-isothermen Düse und der Wärmetauscher, wobei das Gehäuse einen äußeren Kühlmantel hat, wobei der Mantel aus Wasser und aus parallelen Abschnitte in Reihe geschaltet sind mit dem Wärmetauscher erfolgt.

2. Wärmeerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassermantel drei Abschnitte aufweist.

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Erscheinungsdatum 29.01.2007gg