Erfindung
Russische Föderation Patent RU2232942

KATALYTISCHE HEAT UND DAUER DER VERORDNUNG seiner Macht

Name des Erfinders: Simonov, AD (RU); Sprachen NA (RU); Vedyakin PI (RU); Aflyatunov AS (RU); Smolin S. (RU); Parman VN (RU)
Der Name des Patentinhabers: Institut für Katalyse. GK Boreskov SB RAS (RU)
Korrespondenzanschrift: 630090, Novosibirsk, Acad .. Lavrent'ev, 5, Institute of Catalysis. GK Boreskov, Abteilung Patent, ETC. Yudina
Startdatum des Patents: 2003.05.15

Die Erfindung kann in Heizungsanlagen und Brennstoffverbrennung verwendet werden, um die Arbeitskörper, wo die brennenden unterschiedliche Brennstoffe in der Wirbelschicht erfolgt aufzuheizen. Katalytische Wärmequelle gesteuerte Heizleistung von der Wärmeübertragungsfläche mit einem Fluidbettkatalysator in Kontakt variierende besteht aus einem vertikalen Gehäuse mit Zapfen Luft und Brennstoff in den Bodendüsen Rauchgase und die Katalysatorbeladung an der Spitze, die innerhalb des Gehäuses zwischen den Luftzufuhrdüsen und Brenngasverteilungsgitter angeordnet, auf der eine Schicht aus körnigem Oxidationskatalysator nacheinander über Gitter nicht-isothermen Düse platziert und einen Wärmetauscher auf dem Körper unter nicht-isothermen Düsenrohr befindet sich für den Transport und Katalysatoreinlass des Katalysators stromaufwärts nicht-isothermen Düse neu zu laden. Im obigen Fall nicht isothermen Düsen werden kann zwei oder mehr Katalysatorrohr für den Transport angeordnet sind. Oberhalb des Rostes Gasverteilung vor einem nicht-isothermen Düsenvolumen platziert organisiert die Düse mit einem Wohnbereich von 50-90% bei einem Wert von 2-15 Löcher Durchmesser der Katalysatorpartikel und der Anteil des freien Volumens in dem Düsenpaket von 85-95%. In der Rauchgasaustrittseinrichtung gegen das Mitreißen von Katalysatorpartikeln angeordnet. Um das Wasser aus dem Wärmetauscher abtropfen lassen, enthält sie einen Siphon. Die benetzte Oberfläche des Wirbelwärmetauscher Bett über nicht-isothermen Gitter angeordnet. Verfahren zur Leistung eines katalytischen Wärmequelle gesteuert ist, dass die Wärmeleistungsregelung des Wärmeerzeugers wird durch Veränderung der Menge an Katalysator, die in dem Wärmeerzeuger durchgeführt. Die Erfindung ermöglicht die Entwicklung der katalytischen Wärmequelle, die Wärme wirksam aus der Verbrennung von Brennstoff, ökologische Reinheit von Abgasen Bereitstellen und ermöglicht seine Heizleistung einzustellen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungssystem und in Heizungsanlagen und Brennstoffverbrennung verwendet werden , um die Arbeitskörper , wo die brennenden unterschiedliche Brennstoffe in der Wirbelschicht erfolgt aufzuheizen.

Bekannte Generator katalytische Wärme in Proc. wissenschaftliche Arbeiten "Die technologischen Prozesse auf Basis von katalytischen Wärmeerzeuger" der UdSSR, Institut für Katalyse, Novosibirsk, 1985, Bild 2, Seite 22, Vedyakin PI und andere. "Die Verwendung von katalytischen Wärmeerzeuger das Wasser und das Adsorptions-Kontakt - Trocknung von Materialien zu erhitzen." Bekannte Wärmeerzeuger besteht aus einem Gehäuse mit Anschlüssen für einen Kraftstoff, Luft, Kaltwasserversorgung und Warmwasseranschluss und den Rauchgasen und im unteren Teil des Gehäuses an eine Gasverteilungsnetz platziert Katalysatorschicht - Zwischen festen Wärmeträger, über dem in Reihe auf Stellgehäuse nicht-isothermen Düse angeordnet sind und Economizer, auf der Außenfläche des Gehäuses befindet sich ein Luftkühlmantel, zusätzlich innerhalb des Gehäuses in der Verbrennungszone des Erhitzers in einem vertikalen Rohr 20 Field angeordnet ist. Der Wärmeerzeuger kommt flammenlose Verbrennung von Brennstoff an der Oberfläche der Katalysatorkörner in einem fluidisierten Zustand.

Das Design der Wärmequelle erlaubt es nicht, für eine sauberere Verbrennung Kraftstoff, wenn in Design-Modus arbeitet, weil Treibstoffverbrauch, die Menge des fluidisierenden Luftstrom und Temperatur des erwärmten Wassers starr miteinander verbunden sind, um den Prozess.

In realen Bedingungen von Wasserdurchflussrate vom berechneten Wert abweichen kann, und die Wassertemperatur schwankt zwischen weiten Grenzen. Verordnung Wärmestromerzeuger kann aufgrund der Erwärmung zu ändern, in der Regel die quantitative Regelung der Wärmezufuhr durchgeführt, wobei der Wasserstrom konstant gehalten wird. Außerdem führt die Abnahme der Kühlmittelströmung zu einem gleichzeitigen Anstieg in der Temperatur des erhitzten Wasser, das den Siedepunkt überschreiten, und die Temperatur in der Verbrennungszone, die einmal einen kritischen Wert Katalysator für 1000 ° C wird seine Zerstörung verursachen. Durch die Erhöhung der Wasserströmungstemperaturabfall erfolgt in der Verbrennungszone auf 700 ° C und darunter, was die Stabilität des Verbrennungsprozesses und der Vollständigkeit der Verbrennung auswirkt.

Die Temperaturregelung ändern Luftstrom ist nicht akzeptabel, da Fluidisierungsbedingungen verletzt werden, und 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.

Die am nächsten an der beanspruchten Vorrichtung ist eine katalytische Wärmequelle wird in RF - Patent beschrieben №2124674, F 23 C 11/02, 10.01.99. Bekannte katalytische Wärmequelle besteht aus einem vertikalen Gehäuse mit Düsen Luft und Kraftstoff am Boden zuzuführen, zwischen denen das Innere des Gehäuses der Gasverteilungsnetz mit der Schicht aus körniger Oxidationskatalysator in dem mittleren Bereich des Generators ein Wärmetauscher der U-förmigen Rohre, die nicht-isothermen Düse ist an der Außenseite angeordnet ist, 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 von Wasser auf dem Hemd Schnitt Gehäuse oberhalb und unterhalb der Ebene eines nicht-isothermen Düse ermöglicht, die Wärmemenge aus der Verbrennungszone abgezogen einzustellen, durch Abschalten oder auf den Abschnitten des Wassermantels drehen.

Die Nachteile der bekannten katalytischen Wärmeerzeuger sind:

1. Das Vorhandensein des Wassermantels auf dem Körper führt zu einer starken Abkühlung des Katalysatorbetts in der Zone der Kraftstoffverbrennung und als Konsequenz Erhöhung der Emission von CO und NO x.

2. Wenn Sie einen separaten Abschnitt Hemd Trennen erreicht die Temperatur schnell 700-800ºS Katalysatorbetttemperatur. Wenn Sie die Wärmequelle Energie, Wasserversorgung in diesem Bereich neu zu erhöhen wollen, ist es nicht mehr möglich, da die Verdunstung von Wasser und erhöhen den Druck in dem Abschnitt bis zum Druck, was zu seiner Zerstörung.

3. Verfügbarkeit des Gehäuses des Wassermantels in der Kraftstoffverbrennungszone macht es schwierig oder unmöglich, den Wärmeerzeuger in Betrieb zu starten, da während des Anlaufens der Katalysatorschicht in der Verbrennungszone auf die Zündtemperatur des katalytischen 200-400ºS Brennstoff (Zündtemperatur hängt von der Katalysatoraktivität) erhitzt werden. Durch Shirt wird eine starke Abkühlung des Katalysatorbetts sein.

Das Problem wird durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll , einen Generator katalytische Wärme zu liefern, wirkungsvoll die Wärme aus der Verbrennung von Brennstoff und liefert ökologische Reinheit der Abgase und ermöglicht seine Heizleistung einzustellen.

Das Problem ist mit der Gestaltung der durch Ändern der Wärmeübertragungsfläche in Kontakt mit dem Wirbelschichtreaktor katalytische Wärmeleistungsregelung Wärmeerzeugers gelöst. Er besteht aus einem vertikalen Gehäuse mit Zapfen Luft und Brennstoff in den Bodendüsen Rauchgase und die Katalysatorbeladung an der Spitze, die innerhalb des Gehäuses zwischen den Luftzufuhrdüsen und Brennstoff verfügbar grille Gasverteilung auf dem eine Schicht von körnigen Oxidationskatalysators oberhalb Gitter nacheinander platziert nicht-isothermen Düse und einen Wärmetauscher zu dem Fall unter nicht-isothermen Befestigung ist für den Versand Katalysator und die Leitung für die zusätzliche Belastung des Katalysators vor der Düse nicht-isothermen Montage.

Im obigen Fall können nicht-isothermen Düsen Düsen für den Versand Katalysator angeordnet, um zwei oder mehr werden.

Oberhalb des Rostes Gasverteilung vor einem nicht-isothermen Düsenvolumen platziert organisiert die Düse mit einem Wohnbereich von 50-90% bei einem Wert von 2-15 Löcher Durchmesser der Katalysatorpartikel und der Anteil des freien Volumens in dem Düsenpaket von 85-95%.

In der Rauchgasaustrittseinrichtung gegen das Mitreißen von Katalysatorpartikeln angeordnet.

Um das Wasser von der Wärmequelle-Wärmetauscher Drain enthält einen Siphon.

ein Wirbelschichtwärmeübertragungsflächen in Kontakt waren über nicht-isothermen Gitter angeordnet.

Das Vorhandensein der Rohre zum Entladen und die Katalysatorbeladung ermöglicht die Änderung der Katalysatormenge in der Wärmequelle während des Betriebs, die es ermöglicht, mit dem Katalysator in Kontakt, um die Größe der Wärmetauscherfläche zu ändern, und somit die Wärmeleistung des ohne Wärmeerzeugers ändern, um die Strömungsrate von Wasser auf dem Wärmetauscher verändern und unter Beibehaltung optimalen die Temperatur in dem Kraftstoffverbrennungszone 700-800ºS.

Das Problem gelöst ist , und das Verfahren der Leistungssteuerung oben beschrieben, die katalytischen Wärmeerzeugers, die durch Änderung der Katalysatormenge in dem Wärmeerzeuger übertragen wird.

Die Zeichnung zeigt ein Diagramm der katalytischen Wärmequelle.

KATALYTISCHE HEAT UND DAUER DER VERORDNUNG seiner Macht

Der Wärmeerzeuger besteht aus einem vertikalen Gehäuse (1), die den Lufteinlaßabschnitt (a), Verbrennung (b), die Wärmeabfuhr (c) und Trennzone (g). Luftzufuhrabschnitt (a) besteht aus einer Kammer mit einer Düse (6) für Luftzufuhr und für eine gleichmäßige Luftverteilung über den Querschnitt der Gasverteilungsnetz (4) und einen Seiteneingangsluft bei 90º Veränderungen in Luftströmungsrichtung zu fördern.

Verbrennungsabschnitt (b) von dem Lufteinlassabschnitt des Gittergasverteilung (4) getrennt ist und Anschlüsse zum Zuführen von Gas (24) oder eine Flüssigkeit (8) oder feste Brennstoffe (7), mit einem Ventil oder eine Düse zum Austragen des Katalysatorventil (14). Zusätzlich wird der Verbrennungsabschnitt oberhalb des Gasverteilungsnetz platziert organisiert das Düsenvolumen (9) vor dem nicht-isothermen Düse (10), beispielsweise Drahtgitter, mit dem Wohnteil mit der Menge von 50-90% 2-15 Löcher Durchmesser von Katalysatorpartikeln und einem anteiligen Freivolumen in den Paket-Arrays 85-95%.

Schnitt Wärmeabfuhr (a) besteht aus einem Wärmetauscher (3) und nicht-isothermen bulk Düse (10) angeordnet ist unter dem Wärmetauscher der Organisation Düse. Die Auslegungsparameter Düse (10) übersteigt, die Parameter der Organisations Tipps von 1,5-2 mal. Eine Düse (10) und kann aus Drahtgitter hergestellt werden. Die Wärmeabfuhr Abschnitt angeordnet Kaltwasser-Einlaßleitung (11) für die Warmwasserauslaufarmatur (12), einen Siphon (18) mit einem Ventil zum Zeitpunkt des Anhaltens der Wärmequelle bei Umgebungstemperaturen unter 0 ° C, um das Wasser von dem Wärmeaustauscher abzulassen Es ist möglich, und die Installation von einem oder mehreren weiteren Düsen (15), (16), (17) mit Ventilen oder Klappen zum Austragen des Katalysators.

Trennzone (z) ist im oberen Teil des Wärmeerzeugers und hat eine Düse (5) für den Rauchgasaustritt, mit dem Einlaßventil oder eine Klappe (13) für die Katalysatorüberlastungs Düse (2) für eine Katalysatorschutzmembran Füllung (21).

Katalytische Wärmeerzeuger arbeitet wie folgt. Die Wärmequelle durch das Rohr (2) mit einem Katalysator geladen ist, deren Anzahl sich auf die maximale Leistung des Wärmeerzeugers entspricht. Die Luftleitung (6) in den Lufteinlaßabschnitt zugeführt (a) durchläuft ein Gasverteilungsnetz (4) in einem Verbrennungsabschnitt (b), wo die Leitung (24) oder (8) oder (7), der mit Brennstoff (Gas oder Flüssigkeit oder festen ).

Die Katalysatorpartikel (22) fluidisiert werden durch die Wirkung des vorgeschalteten Luft und Rauchgasen. Der Verbrennungsabschnitt der Wärmeerzeugung erfolgt durch die Verbrennung des Kraftstoffs auf dem Katalysator. Gebildet durch den Zusammenschluss von kleinen Bläschen große Gasblasen enthält, Luft und Kraftstoff wieder gebrochen in kleine auf die Organisation Düse (9), die die Verbrennung von Kraftstoff und die Vollständigkeit der Verbrennung intensiviert.

Heiße Rauchgase strömen durch den Katalysator und der nicht-isothermen Düse (10) in die Wärmeabfuhr wo Übertragung Wärmetauscher und abgekühlt. Kühlen Katalysator wird in die Verbrennungszone zurückgeführt. Der Grundbetrag der Wärme, die durch Verbrennung in dem Verbrennungsabschnitt erzeugt wird, in Wärmeentfernungsabschnitt der Katalysatorteilchen geleitet. Nichtisotherme Düse verlangsamt die Geschwindigkeit des Anstiegs der Katalysatorpartikel in der Wärmeabfuhr Bereich, den Sie 700-800ºS Brennstoffabschnitt optimale Temperaturverbrennung zu halten erlaubt, und die Wärmeabfuhr Abschnitt 300-600ºS Temperatur, optimal für eine maximale Wärmeübertragungskoeffizienten aus dem Wirbelbett in den Wärmetauschflächen für das Brennen. Ferner gelangen die Rauchgase durch die Trennzone und der Katalysator Mitnehmereinrichtung gegen (23), die ein Netz mit einer Zellengröße kleiner Katalysatorteilchen ist. Zurückziehen erfolgt durch Wärmetauscherfläche (3) in das Wirbelbett eingetaucht. Zurückziehen von Wärme aus Rauchgasen erfolgt durch Fläche in der Trennzone nadsloevom Raum oder zusätzliche Wärmetauscher stattfindet, ist der Wärmegenerator installiert ist. Wasser tritt in die Wärmetauscherleitung (11) mit einer Temperatur 40-60ºS und tritt aus dem Wärmetauscher (3) mit der Temperatur 80-100ºS.

Automatische Regelung der Temperatur des Kraftstoffs in der Verbrennungszone (B) und die Warmwassertemperatur am Auslaß (12) von der Wärmequelle wird durch Öffnen und Schließen der Kraftstoffzufuhr durchgeführt wird. Auf die Grenze der Warmwassertemperaturen zu erreichen, beispielsweise 95C, und die Temperatur in der Zone der Kraftstoffverbrennung, beispielsweise 800 ° C löst sich der Kraftstoffversorgung. Durch die Verringerung der Temperatur in der Verbrennungszone unter 800 ° C und einer Wassertemperatur 90 ° C unterhalb der Kraftstoffzufuhr eingeschaltet. die Temperatur der Schicht zu reduzieren erfolgt schnell genug. Reduziert Warmwassertemperatur (12), langsamer erfolgt und folglich die Regelung der Generator-Wärme Modi gewöhnlich in heißem Wasser durchgeführt, abhängig von der Temperatur, d.h. Kraftstoffzufuhr schließen erst nach der Wassertemperatur auf 90 ° C reduziert In dieser Schicht kann die Temperatur in dem Verbrennungsabschnitt abgesenkt und unter 700 ° C werden

Bei der maximalen Kapazität des Wärmeverbrauchs in einem Heizungssystem, um die maximale Leistung des Wärmeerzeugers entspricht, in der Regel die Temperatur in dem Verbrennungsabschnitt ist innerhalb 700-800ºS Ändern der Temperatur des heißen Wassers innerhalb 5-10ºS gehalten. Jedoch mit einer Verringerung der Wärmeabfuhr in der Heizungsanlage, beispielsweise durch Außenlufttemperatur Erhöhung kommt zurück Fieber (kalt) Wasser (11) oberhalb des geregelten 40-60ºS. Dadurch erhöht sich das Zeitintervall zwischen dem Öffnen und Schließen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsabschnitt und folglich die Temperatur in dem Verbrennungsabschnitt unter 700 ° C wesentlich zu reduzieren Wiederum führt die Abnahme der Temperatur im Verbrennungsbereich unter 700 ° C zu einer Verringerung der Verbrennungseffizienz und die Erhöhung Emissionen von CO und NO x aus Rauchgasen.

Bei der katalytischen Wärmequelle, dadurch gekennzeichnet durch die Rücklaufwassertemperatur (11) oberhalb des Begrenzungsventils Erhöhung öffnet das Ventil oder an der Düse (14) und wird von der Wärmequelle des Katalysators abgegeben wird, beispielsweise ein Trichter (19). Dadurch verringert sich die Wärmeaustauschfläche (3) in das Wirbelbett eingetaucht wird, und die Leistung des Wärmeerzeugers zu reduzieren. Als Folge, während das Zeitintervall zwischen dem Einschalten und der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsabschnitt Abschalten die Temperatur in dem Verbrennungsabschnitt verringert wird innerhalb 700-800ºS gehalten. Wenn es eine automatische Füllstandsanzeige auf dem Magazin (19) ist die Anzahl der versendeten Katalysators entspricht grundsätzlich den Rücklaufwassertemperatur (11). In Abwesenheit eines Wärmeerzeugers des Senders Sendungs ​​Katalysators schrittweise durch Schwerkraft durch Rohre (15) oder (16) oder (17) usw. durch Ventile oder Dämpfer in Übereinstimmung mit dem Wert der Rücklaufwassertemperatur (11) zu öffnen. In diesem Fall wird die Leistungskalibrierung der Wärmequelle, die geeignete Temperatur des Rücklaufwassers (11) unter Vorinbetriebnahme durchgeführt.

Rückleistungserhöhung mit einer Wärmeabfuhrwärmequelle in der Heizungsanlage zu erhöhen und die Rücklaufwassertemperatur (11) am Einlaß des Wärmetauschers zu verringern (3) wird wie folgt durchgeführt: Luft wird Ejektor zugeführt (20) und öffnet das Ventil auf dem Rohr (13). Wenn es auf dem Magazin automatische Messgerät (19) in den Wärmeerzeuger beladene Katalysatormenge erforderlich ist, um die Temperatur des Rücklaufwassers (11) entspricht. In Abwesenheit von Lademaß auf das Niveau eines geschlossenen Rohr durch (17), (16), (15).

Das Problem wird gelöst und ein Verfahren zur Leistungs einer katalytischen Wärmequelle zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeenergie-Steuerstruktur der oben beschriebenen Wärmeerzeuger wird durch Veränderung der Menge an Katalysator, die in dem Wärmeerzeuger durchgeführt.

Die folgende Tabelle zeigt die Veränderung der Wärmeabgabe von industriellen Wärmeerzeuger mit flüssigem Brennstoff betrieben wird, abhängig von der Anzahl der versendeten Katalysators. Die Gesamtmenge des Katalysators, berechnet 150 kg.

Somit stellt die beanspruchte Wärmequelle eine stabile Temperatur in der Zone der Kraftstoffverbrennung bei Änderung der Kapazität und stellt sauberere Verbrennung verschiedener Brennstoffe mit einem maximalen Wirkungsgrad von 0,93-0,96.

FORDERUNGEN

1. Katalytische thermische Wärmequelle mit Stromregelung, die die Wärmeübertragungsfläche mit einem Wirbelbettkatalysator in Berührung ändert, bestehend aus einem vertikalen Gehäuse mit Luftdüsen und Brennstoff an den Bodendüsen Rauchgase und die Katalysatorbeladung an der Spitze, die innerhalb des Gehäuses zwischen den Zuleitungen Luft- und Brennstoffgasverteilungsgitter angeordnet, auf dem eine Schicht von körnigen Oxidationskatalysators nacheinander oberhalb Gitter nicht isothermen Düse und dem Wärmetauscher angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse unter nicht-isothermen für den Versand Einleitungsrohr für einen Katalysator gepackt angeordnet ist, und Neuladen Katalysator stromaufwärts nicht isothermen Düse.

2. Katalysator nach Anspruch Wärmequelle. 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse oberhalb der Düse nicht isothermen angeordnet ist, zwei oder mehr Katalysatorrohr für den Versand.

3. Katalytische Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 und 2, daß oberhalb des Gasverteilungsgitters vor einem nicht-isothermen volumetrische Organisation Düsenspitzenbereich mit Live 50-90% der Größe der Öffnungen 2-15 und Durchmesser der Katalysatorpartikel in den Paket Düsen fraktionierte freie Volumen platziert gekennzeichnet 85-95%.

4. Katalytischer Wärmequelle nach einem der Ansprüche. 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasaustrittseinrichtung gegen Mitreißen von Katalysatorpartikeln gemacht.

5. Katalytische Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche. 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser aus dem Siphon-Wärmetauscher zum Ablassen enthält.

6. Katalytischer Wärmequelle nach einem der Ansprüche. 1-5, wobei die Kontaktfläche des Wirbelschichtwärmetauscher über nicht-isothermen Gitter angeordnet.

7. Ein Verfahren zur Leistungs katalytischer Wärmequelle zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Leistungssteuerung des Wärmeerzeugers nach einem der Ansprüche. 1-6 wird durch Veränderung der Menge an Katalysator, die in dem Wärmeerzeuger durchgeführt.

Druckversion
Erscheinungsdatum 31.12.2006gg