Техносферная и экологическая безопасность дожига отработанных газов

Котел-утилизатор — котёл, использующий теплоту отходящих газов дизелей или газотурбинных установок, сушильных барабанов, вращающихся и туннельных печей.

Крупные котлы-утилизаторы не имеют всех элементов котлового агрегата. Отходящие вторичные газы попадают сразу на поверхности нагрева (экономайзер, испаритель, пароперегреватель). Воздухоподогреватель и топка в котлах-утилизаторах отсутствуют, так как газы, используемые в котле, образуются в технологическом процессе основного производства. Температура газов, поступающих в энергетический котел-утилизатор, приблизительно составляет 350−700°C.

Котлы-утилизаторы, работающие на газах различных печей, использующие газы после сушки или обжига материалов не самые надежные. Отходящие газы содержат много пыли и других химических веществ, что вызывает необходимость очистки газов до котла-утилизатора.

Наиболее часто для очистки используют циклоны и электрофильтры. Этой очистки все равно не хватает для полного очищения газов. Пыль оседает на поверхности нагрева и малейшая протечка увлажняет пыль и значительно уменьшает теплоотдачу, что вызывает неравномерный нагрев и влечёт перекос змеевиков.

Присутствие в газах соединений кальция, натрия, серы приводят к образованию на змеевиках цементировавшихся отложений, вызывающих химическую коррозию поверхностей нагрева и снижающих живое сечение для прохода газов.

В настоящее время стали появляться котлы-утилизаторы, которые содержат камеру дожигания отходящих газов (например: Патент 2 365 818, Патент 2 491 479 — «Котел-утилизатор»).

Котлы-утилизаторы применяются в химической, нефтяной, пищевой, текстильной и иных отраслях промышленности.

Котлы-утилизаторы нашли широкое применение в парогазовых установках, металлургическом производстве, нефтехимии и пр.

Котлы-утилизаторы отличаются от паровых котлов и другого котельного оборудования тем, что они используют для своего функционирования энергию отработанных газов, например, выхлопных газов, которые образуются при сгорании топлива. Котел-утилизатор позволяет использовать энергию теплового двигателя в максимальной степени, именно поэтому такие котлы-утилизаторы имеют высокий КПД по сравнению с другими видами котельного оборудования. Применение паровых установок — котлов-утилизаторов в различных областях промышленности позволяет реализовывать энергосберегающие технологии. Котлы-утилизаторы, паровые водогрейные котлы и энерготехнологические паровые котлы-утилизаторы по своей конструкции могут быть с естественной или принудительной циркуляцией, котельное оборудование с барабаном или без барабана (прямоточные паровые котлы) и т. д.

В теплоэнергетике применяется огромное количество паровых котлов энергетических, котлов водогрейных и котлов-утилизаторов различных по мощности, по тепловым схемам, по параметрам и пр. Специалисты холдинга «Энергетические машины» разрабатывают проекты всех типов котлов и поставляют котел любого типа, по требованиям заказчика, а также вспомогательного котельного оборудования или запчастей к паровым котлам или котлам-утилизаторам. Возможно проведение реконструкции уже существующего котельного оборудования, шефмонтаж, полное обеспечение пуско-наладочных процессов паровых котлов и котлов-утилизаторов.

Котлы-утилизаторы холдинга «Энергетические машины» поставляются законченными блоками, полностью собранными и подготовленными к монтажу.

Термическое дожигание — метод очистки атмосферы от выбросов от газообразных примесей, основан на высокотемпературном сжигании вредных примесей, содержащихся в технологических, вентиляционных и других выбросах. Термическое дожигание применяют главным образом при высокой концентрации примесей (превышающей пределы воспламенения) и значительном содержании в газах кислорода. Термическое дожигание чрезвычайно широко распространено практически во всех отраслях промышленности.

Применение.

Термическое дожигание используется для очистки:

• — от диоксида серы и окислов азота — на тепловых электростанциях, фабриках, предприятиях стекольной промышленности и других;
• — сероводорода и сероуглерода на — предприятиях нефтехимической, химической промышленности и производства искусственного волокна;
• — от дурно пахнущих веществ — в пищевой, микробиологической, деревообрабатывающей, мебельной промышленности и на предприятиях агрокомплекса;
• — от паров органических растворителей (бензин, толуол, сероуглерод и других) — в химической и полиграфической промышленности;
• — от аэрозолей и паров кислот, окислов серы и азота гальванических и травильных ванн;
• — от сажевых выбросов испытательных станций двигателей внутреннего сгорания.

Достоинства и недостатки.

Установки для термического дожигания органических примесей промышленных газов достаточно просты по конструкции, занимают небольшую площадь, эффективность их работы не зависит от срока службы.

Термическое дожигание является наиболее простым и самым старым способом очистки от дурно пахнущих соединений на предприятиях агропромышленного комплекса, однако при этом и самым дорогим.

Для осуществления дожигания (реакции окисления) необходимо поддержание высоких температур очищаемого газа и наличие достаточного количества кислорода.

Выбор схемы дожигания зависит от температуры и количества выбросов от содержания в них вредных примесей, кислорода и т. д.

Системы огневого обезвреживания обеспечивают эффективность очистки 90−99%, если время пребывания загрязняющих веществ в высокотемпературной зоне не менее 0,5 ч. и температура обезвреживания газов, содержащих оксид углерода, составляет 660−750 градусов.

При выборе методов и схем очистки в первую очередь определяется способ очистки загрязнённого воздуха, количество ступеней очистки и тип (пылеи газо-) улавливающих аппаратов.

Устанавливать следует только такие устройства, которые в конкретных условиях сочетали бы в себе требуемую эффективность очистки, надёжность и экономичность. Поскольку сухая одноступенчатая очистка в ряде случаев не может обеспечить надлежащей эффективности, проводят двухи трёхступенчатую очистки.

Камера дожига дымовых газов — «Тепловой фонарь».

При работе отопительного оборудования образуются дымовые газы в которых присутствуют не сгоревшие частицы топлива и для их дожига применяются различные способы с целью повышения КПД сгорания и уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу. Разработано достаточно много эффективных вариантов и способов дожига дымовых газов. Предлагаемый к ознакомлению способ дожига, предназначен для защиты экологии и основан на разрыве струи дымовых газов с помощью отдельной камеры дожига — «Теплового фонаря».

Дымовые газы от отопительного оборудования направляются с помощью сопла на локализатор, который образует локальную зону турбулентности, что способствует вторичному сгоранию дымовых газов и образованию зоны повышенной температуры.

В зону локализатора можно дополнительно подавать воздух или (и) газ для более полного сгорания.

Как видно такая конструкция камеры дожига, кроме повышения КПД сгорания топлива, может быть использована и для изменения дизайна, в частности, каминов и каминных топок.

При определенном подходе к конструкции и дизайну согласованной, например, с камином камеры дожига, можно говорить о несколько ином качестве и дизайне каминов.

В таком комбинированном варианте оборудование может обладать повышенной теплоотдачей, отличаться дизайном и также может использоваться для отопления домов, коттеджей, верхнего этажа многоэтажных домов и т. п.

Если такое оборудование располагать в проемах стен для обогрева нескольких комнат, то это предполагает специальные проекты домов с использованием конструктивных размеров изделий, а это уже своя ниша рынка проектов домов.

Ниже приводится краткое техническое описание камеры дожига — «тепловой фонарь» (далее — ТФ).

ТФ предназначен для дожига дымовых газов от отопительного оборудования — печей, топок, каминных топок, обогревательных котлов, работающих предпочтительно на дровах, топливных брикетах, паллетах, газе с целью повышения КПД сгорания топлива, для дополнительного обогрева и получения эффекта инфракрасного обогрева помещений.

Такой результат достигается совокупностью применения сопла, локализатора, дополнительной подачи воздуха и (или) газа, панелей, линз или отражателей в конструкции камеры дожига дымовых газов.

ТФ — самостоятельная конструкция — располагается над дымоходом отопительного оборудования. Возможно применение ТФ одновременно для более, чем одного комплекта отопительного оборудования. Это может быть достигнуто конструктивным согласованием выходных дымоходов различных комплектов отопительного оборудования.

Как вариант — отопительный котел на нулевом этаже дома, камин на первом, а ТФ на первом или втором этаже. В случае жилых помещений отопительное оборудование с ТФ предполагается размещать в проемах стен для обогрева нескольких комнат, а также непосредственно в помещении, примыкая или не примыкая к стенам. Системы утилизации теплоты выхлопных газов дизельных двигателей, газо-поршневых машин и газовых турбин «heatTaker-12T» основаны на применении котлов-утилизаторов, относящихся к классу водотрубных прямоточных котлов с принудительной циркуляцией. Отсутствие топки является практически главным конструктивным элементом, отличающим котлы-утилизаторы от котлов с встроенной горелкой. энерготехнологический термический атмосфера Высокое быстродействие, компактность, безопасность эксплуатации, полная заводская готовность и множество моделей, отвечающих различным рабочим условиям, позволяют решать различные задачи повышения энергоэффективности установок электроэнергии и тепла.

Системы «heatTaker-12T-water» подогрева воды на хвосте выхлопных газов газовых турбин и дизель генераторов позволяют снизить температуру выхлопных газов до желаемого уровня, обеспечить подогрев питательной воды, подпиточной воды, этиленгликоля, воды систем теплоснабжения или диатермического масла, а также выполнить функцию шумоглушителя без применения специальных устройств.

Водотрубный водонагреватель с выводом присоединений трубных водонагревателей к внешним коллекторам состоит из следующих основных элементов:

• — водотрубные пучки из трубок;
• — газовый байпас с модулируемой по температуре воды воздушной заслонкой;
• — циркуляционный насос.