RU166573U1

RU166573U1 - SCRUBBER HEAT RECOVER

Info

Publication number: RU166573U1
Application number: RU2015155561/06U
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Кулешов; Игорь Михайлович Кулешов
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2016-12-10

Abstract

Скруббер-теплоутилизатор, состоящий из последовательно расположенных бака конденсата, который включает патрубок входа горячего газа, форсунки, опорно-распределительные решетки, патрубок отвода конденсата и гидрозатвор, трубного пучка, включающего кожух, внутри которого расположены трубы трубного пучка, закрепленные на трубных решетках, патрубки подвода нагреваемой и отвода нагретой воды, сепаратора, соединяемого с кожухом трубного пучка посредством конуса, на котором жестко закреплены патрубки отвода конденсата, разъемно соединенные с трубками возврата конденсата, в верхней части сепаратора жестко закреплен выходной газовый патрубок, отличающийся тем, что трубки трубного пучка расположены вертикально и изготовлены из тонкостенных труб, имеющих обжатия по контуру, близкому к контуру труб Вентури.A scrubber-heat exchanger, consisting of a consecutively located condensate tank, which includes a hot gas inlet pipe, nozzles, support and distribution grids, a condensate drain pipe and a water seal, a tube bundle including a casing, inside which tube bundle pipes are mounted on the tube sheets, nozzles supplying heated water and discharging heated water, a separator connected to the casing of the tube bundle by means of a cone on which condensate discharge pipes are rigidly fixed, are detachably connected e with condensate return tubes, in the upper part of the separator a gas outlet pipe is rigidly fixed, characterized in that the tube bundle tubes are arranged vertically and are made of thin-walled tubes having compression along a contour close to the contour of the venturi.

Description

Полезная модель относится к области утилизации тепла уходящих горячих газов от теплоэнергетического и теплотехнологического оборудования и может быть использовано для обеспыливания газов и улавливания зольного уноса, увлажнения, уменьшения влагосодержания и некоторых других процессов.The utility model relates to the field of heat recovery of exhaust hot gases from heat energy and heat technology equipment and can be used to dedust gases and trap fly ash, moisturize, reduce moisture content and some other processes.

Известен контактный теплообменник с активной насадкой (КТАН) [Энергосберегающие технологии в СССР и за рубежом. Под общей редакцией д.т.н., проф. С.Н. Ятрова. Научно-консультативное акционерное общество порационализации использования и экономии топливно-энергетических ресурсов фирма «Энергосбережение», Москва 1991 г., Выпуск 2, стр. 202; Справочник по котельным установкам малой производительности, К.Ф. Роддатис, А.Н. Полтарецкий, Москва: Энергоатомиздат 1989 г., стр. 325-326].Known contact heat exchanger with an active nozzle (KTAN) [Energy-saving technologies in the USSR and abroad. Under the general editorship of Doctor of Technical Sciences, prof. S.N. Yatrova. Scientific Advisory Joint-Stock Company for the rationalization of the use and economy of fuel and energy resources, Energy Saving, Moscow 1991, Issue 2, p. 202; Handbook of low-capacity boiler plants, K.F. Roddatis, A.N. Poltaretsky, Moscow: Energoatomizdat 1989, pp. 325-326].

Активная насадка представляет собой горизонтальный трубный пучок, встроенный в прямоугольный корпус, трубки которого вварены в трубные решетки, закрытые коробами, в которых размещены перегородки, направляющие поток чистой нагреваемой воды по горизонтальным ходам этого трубного пучка, и патрубки подвода и отвода этой нагреваемой воды. Над трубным пучком размещается орошающая камера, в которой размещены коллекторы с форсунками подвода и распределения орошающей воды. Под трубным пучком размещается корпус, сепарационной части в которой отделяется промывающая вода от газа и улавливаются ее капли в жалюзийном каплеуловителе. Над сепарационным устройством находится патрубок отвода охлажденного газа, а снизу сепарационный части имеется штуцер отвода промывающей жидкости. КТАН работает следующим образом. Горячие газы от теплоэнергетического и теплотехнологичсского оборудования поступают в теплообменник через верхний патрубок и поступают в орошающую камеру где теплота газа передастся каплям орошающей воды, при этом газ и орошающая вода двигаются в нисходящем прямотоке. Далее газ и капли орошающей воды проходят через межтрубное пространство горизонтального трубного пучка, по трубкам которого в несколько горизонтальных ходов движется нагреваемая вода. Теплота от газа продолжает передаваться орошающей воде, покрывающей в виде пленки трубки трубного пучка и далее от этой пленки передается через стенки труб трубного пучка, нагреваемой воде, протекающей по трубам. Далее, уходящие газы поступают в нижнюю сепарационную часть КТАНа, где происходит отделение орошающей воды. Далее, в жалюзийном каплеуловителе происходит отделение капель от уходящего газа и удаление его из аппарата.The active nozzle is a horizontal tube bundle built into a rectangular casing, the tubes of which are welded into the tube sheets closed by boxes, in which partitions are placed that direct the flow of clean heated water along the horizontal strokes of this tube bundle, and pipes for supplying and discharging this heated water. An irrigation chamber is located above the tube bundle, in which collectors with nozzles for supplying and distributing irrigation water are placed. A housing is located under the tube bundle, in which the washing water is separated from the gas and its drops are captured in the louvre droplet eliminator. Above the separation device, there is a chilled gas outlet pipe, and below the separation part there is a nozzle for draining the washing liquid. KTAN works as follows. Hot gases from heat-power and heat-technological equipment enter the heat exchanger through the upper pipe and enter the irrigation chamber where the heat of the gas is transferred to the droplets of irrigation water, while the gas and irrigation water move in a downward flow. Further, gas and droplets of irrigating water pass through the annulus of the horizontal tube bundle, through which the heated water moves in several horizontal passages. The heat from the gas continues to be transferred to the irrigation water, which covers the tube bundle in the form of a film, and then is transferred from this film through the walls of the tube bundle pipes to the heated water flowing through the pipes. Further, the exhaust gases enter the lower separation part of the KTAN, where the irrigation water is separated. Further, in the louvre droplet eliminator, drops are separated from the exhaust gas and removed from the apparatus.

Недостатком КТАНа является то, что в нем одновременно невозможно получить теплоноситель с достаточно высоким кондиционными температурами, например, 55-60°С, и повысить тепловой КПД теплоэнергетической или теплотехнологической установки на достаточно существенную величину, например, 10-15%. Эти две задачи в КТАНах можно решать только отдельно, независимо друг от друга. Этот важнейший недостаток объясняется схемой взаимных направлений движения газов и орошающей и нагреваемой воды (нисходящий прямоток). Как показал анализ процесса утилизации тепла уходящих газов, необходимо решать вышеуказанные две задачи одновременно. Первая задача заключается в том, что из экономических соображений утилизация тепла должна повышать КПД основного теплогенератора на величину близкую к максимальным значениям (например, для теплофикационных котлов на 10-15%). При меньших значениях повышения КПД сравнительно дорогой теплоутилизатор будет иметь срок окупаемости слишком большой и утилизация теплоты в этом случае будет низко рентабельной. Второй задачей является требование, чтобы температура теплоносителя, утилизирующего теплоту, была максимально высокой, при которой утилизированная теплота могла быть полезно использованной. Например, для использования утилизированной теплоты на цели горячего водоснабжения (ГВС) температура получаемой горячей воды должна быть в пределах 55-60°С. Поскольку в КТАНах указанные задачи одновременно не решаются, они широкого применения не получили.The disadvantage of KTAN is that it is simultaneously impossible to obtain a coolant with sufficiently high conditioning temperatures, for example, 55-60 ° C, and to increase the thermal efficiency of a heat or power plant by a significant amount, for example, 10-15%. These two tasks in KTANs can only be solved separately, independently of each other. This most important drawback is due to the scheme of the mutual directions of the movement of gases and irrigation and heated water (downstream flow). As the analysis of the process of heat recovery of flue gases has shown, it is necessary to solve the above two problems at the same time. The first task is that, for economic reasons, heat recovery should increase the efficiency of the main heat generator by an amount close to the maximum values (for example, for heating boilers by 10-15%). At lower values of increasing efficiency, a relatively expensive heat exchanger will have a payback period too long and heat recovery in this case will be low cost-effective. The second task is the requirement that the temperature of the heat-transfer agent utilizing the heat be as high as possible at which the heat utilized can be useful. For example, in order to use the utilized heat for the purpose of hot water supply (DHW), the temperature of the produced hot water should be between 55-60 ° C. Since in KTANs these tasks are not simultaneously solved, they are not widely used.

Наиболее близким прототипом является устройство для очистки запыленных горячих газов (Патент СССР №1834692, МПК В01D 47/04, 1991 г.). Устройство состоит из корпуса, в котором содержится входной патрубок запыленного горячего газа, выходной патрубок для отвода очищенного и охлажденного газа. Над входным патрубком размещены коллектор с форсунками, над которыми установлены опорно-распределительная решетка, выше которой располагается встроенная насадка, выполненная из горизонтальных рядов плоскоовальных труб, расположенных в шахматном порядке. Над трубным пучком установлена сепарационная часть с большим поперечным сечением, в верней части, которой расположен каплеуловитель с переливными трубками, а на наклонных стенках сепарационной части размещены патрубки с трубами возврата промывающей жидкости в нижнюю часть корпуса. К трубопроводу подачи промывающей жидкости и к коллектору с форсунками присоединен патрубок отвода части промывающей жидкости на регенерацию, а к всасывающей промывающую жидкость из нижней части корпуса части трубопровода подсоединен патрубок подпитки промывающей жидкости и возврата се после регенерации. Геометрические параметры сечений проточной части корпуса, коллектора с форсунками, опорно-распределительной решетки, встроенной насадки, а также их взаимное расположение по высоте определяются условиями требуемого диспергирования промывающей жидкости, создания газожидкостной эмульсии с равномерной структурой на опорно-распределительной решетке и в встроенной насадке, отвечающими требованиям высокой степени очистки запыленных горячих газов и утилизации их теплоты при сравнительно низком гидравлическом сопротивлении проточной части и, соответственно, всего устройства.The closest prototype is a device for cleaning dusty hot gases (USSR Patent No. 1834692, IPC B01D 47/04, 1991). The device consists of a housing in which an inlet pipe of dusty hot gas is contained, an outlet pipe for removal of purified and cooled gas. Above the inlet pipe there is a collector with nozzles, above which a support and distribution grid is installed, above which there is an integrated nozzle made of horizontal rows of flat oval pipes arranged in a checkerboard pattern. A separation section with a large cross section is installed above the tube bundle, in the upper part, where a droplet eliminator with overflow tubes is located, and on the inclined walls of the separation part there are pipes with flushing fluid return pipes to the lower part of the housing. A branch pipe for removing part of the washing liquid for regeneration is connected to the pipeline for supplying the washing liquid and to the manifold with nozzles, and a pipe for feeding the washing liquid and returning it after regeneration is connected to the suction washing liquid from the lower part of the body of the pipeline. The geometric parameters of the cross sections of the flowing part of the housing, the manifold with nozzles, support and distribution grilles, built-in nozzles, as well as their relative positions in height are determined by the conditions for the required dispersion of the washing liquid, the creation of a gas-liquid emulsion with a uniform structure on the support and distribution grilles and in the built-in nozzle, corresponding to requirements for a high degree of purification of dusty hot gases and utilization of their heat with a relatively low hydraulic resistance of the flowing part and ti, respectively, the entire device.

Недостатками прототипа являются. Во-первых, трубный пучок (активная насадка) выполнен их коррозионно-стойких дорогих материалов например, нержавеющей стали, так как они работают в агрессивной кислой среде, кроме того изготовление плоскоовальных труб из труб круглого сечения методом обжатия последних, трудоемко и дорого, а использование тонкостенных шовных труб невозможно, так как при их обжатии образуются в стенках труб продольные трещины. Поэтому для изготовления таких труб требуются бесшовные трубы с толщиной стенок 2-2,5 мм, что дополнительно увеличивает их массу и стоимость труб, кроме того сама операция изготовления плоскоовальных труб и трубных решеток с плоскоовальными отверстиями для таких труб является достаточно дорогой операцией. В конечном счете стоимость скрубберов-теплоутилизаторов становится низко рентабельной. Во-вторых, при достаточной высокой плотности упаковки плоскоовальных труб в трубном пучке выявление и устранение неплотностей в сварных швах с трубной решеткой весьма затруднительно и во многих случаях недоступно, что усложняет как процесс изготовления скруббера, так и снижает ремонтопригодность теплоутилизатора. В-третьих, удаление возможных отложений на внешней поверхности плоскоовальных труб (со стороны запыленного газа) практически невозможно.The disadvantages of the prototype are. Firstly, the tube bundle (active nozzle) is made of their corrosion-resistant expensive materials, for example, stainless steel, since they work in an aggressive acidic environment, in addition, the manufacture of flat oval pipes from round pipes by crimping them is laborious and expensive, and the use of thin-walled suture pipes are impossible, since when they are crimped, longitudinal cracks form in the walls of the pipes. Therefore, the manufacture of such pipes requires seamless pipes with a wall thickness of 2-2.5 mm, which further increases their weight and cost of the pipes, in addition, the operation of manufacturing flat-oval pipes and tube sheets with flat-oval openings for such pipes is quite an expensive operation. Ultimately, the cost of scrubbers heat recovery becomes low cost-effective. Secondly, with a sufficiently high packing density of flat oval pipes in the tube bundle, the identification and elimination of leaks in welds with a tube sheet is very difficult and in many cases unavailable, which complicates the process of manufacturing a scrubber and reduces the maintainability of the heat exchanger. Thirdly, the removal of possible deposits on the outer surface of flat oval pipes (from the dusty gas side) is almost impossible.

Задачей полезной модели является снижение материалоемкости устройства за счет увеличения интенсификации тепломассы обмена.The objective of the utility model is to reduce the material consumption of the device by increasing the intensification of heat and mass exchange.

Это достигается тем, что скруббер-тсплоутилизатор состоит из последовательно расположенных бака конденсата, который включает патрубок входа горячего газа, форсунки, опорно-распределительные решетки, патрубок отвода конденсата и гидрозатвор. Трубного пучка, включающего кожух, внутри которого расположены трубы трубного пучка, закрепленные на трубных решетках, патрубки подвода нагреваемой и отвода нагретой воды; сепаратора, соединяемого с кожухом трубного пучка посредством конуса. На конусе жестко закреплены патрубки отвода конденсата, разъемно соединенные с трубками возврата конденсата. В верхней части сепаратора жестко закреплен выходной газовый патрубок. В предложенном решении трубки трубного пучка расположены вертикально и изготовлены из тонкостенных труб. В трубках имеются обжатия по контуру близкому к контуру труб Вентури.This is achieved by the fact that the scrubber-steam cooler consists of a sequentially located condensate tank, which includes a hot gas inlet pipe, nozzles, support and distribution grids, a condensate drain pipe and a water seal. A tube bundle, including a casing, inside of which tube bundle tubes are mounted on the tube sheets, nozzles for supplying heated water and for discharging heated water; a separator connected to the casing of the tube bundle by means of a cone. On the cone, condensate drain pipes are rigidly fixed, detachably connected to the condensate return pipes. In the upper part of the separator, the gas outlet pipe is rigidly fixed. In the proposed solution, the tube bundle tubes are arranged vertically and made of thin-walled tubes. In the tubes there are crimps along the contour close to the contour of the venturi tubes.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен предлагаемый скруббер-теплоутилизатор в осевом разрезе, на фиг. 2 трехходовой кран, на фиг. 3 обжатие трубки по контуру близкому к контуру труб Вентури.A utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows the proposed scrubber heat exchanger in axial section, FIG. 2 three-way valve, in FIG. 3 compression of the tube along a circuit close to that of the venturi.

Скруббер-теплоутилизатор состоит из последовательно расположенных конструктивных элементов. В нижней части скруббера-теплоутилизатора находится бак конденсата 1, средней части - трубный пучок 2, верхней части сепаратор 3.The scrubber heat exchanger consists of successive structural elements. In the lower part of the scrubber heat exchanger there is a condensate tank 1, in the middle part - a tube bundle 2, and on top of the separator 3.

Бак конденсата 1 включает жестко закрепленный, например сваркой, на своем корпусе патрубок входа горячего газа 4, который разъемно соединен с газоходом (на фиг. не показан). Форсунки 5 (одна или несколько), расположенных внутри корпуса бака кондесата и жестко соединенных, например сваркой, с ним. Над форсунками 5 разъемно установлены опорно-распределительные решетки 6 (одна или две). На одной из стенок бака жестко, например сваркой, закреплен гидрозатвор 7. На корпусе в нижней части бака жестко закреплен, например сваркой, патрубок отвода конденсата 8 на форсунки 5, посредством насоса 9 и соответствующими трубопроводами 10.The condensate tank 1 includes a hot gas inlet 4, which is detachably connected to the gas duct (Fig. Not shown), rigidly fixed, for example by welding, to its housing. Nozzles 5 (one or several) located inside the condensate tank body and rigidly connected, for example by welding, to it. Above the nozzles 5, support and distribution grids 6 are detachably mounted (one or two). A water trap 7 is rigidly fixed on one of the tank walls, for example by welding. On the case in the lower part of the tank, for example, by means of a pump 9 and corresponding pipelines 10, the condensate drain pipe 8 to nozzles 5 is rigidly fixed.

Трубный пучок 2 включает вертикально расположенный цилиндрический кожух 11, внутри которого вертикально расположены тонкостенные трубы, выполненные из коррозионно-стойких материалов и, например шовными. Нижние и верхние концы труб трубного пучка 2 вставлены в соответствующие им (круглые) отверстия, выполненные в нижней 12 и верхней 13 трубных решетах. Трубные решетки 12 и 13 жестко закреплены, например сваркой, на кожухе 11.The tube bundle 2 includes a vertically arranged cylindrical casing 11, inside which thin-walled pipes are made vertically, made of corrosion-resistant materials and, for example, suture. The lower and upper ends of the tubes of the tube bundle 2 are inserted into their corresponding (round) holes made in the lower 12 and upper 13 tube sieves. The tube sheets 12 and 13 are rigidly fixed, for example by welding, to the casing 11.

Соединение корпуса бака конденсата 1 с нижней трубной решеткой 12 трубного пучка выполняется разборным, например, фланцевым.The connection of the body of the condensate tank 1 with the lower tube sheet 12 of the tube bundle is collapsible, for example, flanged.

В межтрубном пространстве трубного пучка с определенным интервалом по высоте установлены сегментные перегородки 14 или другие известные типы перегородок [А.Д. Домашнев. Конструирование и расчет химических аппаратов, 1961. Стр. 416-420], через которые проходят трубки трубного пучка, а расстояние между перегородками фиксируется дистанционными трубками (на фиг. не показаны), через которые проходят стержни, вставляемые в гнезда (на фиг. не показаны), в нижней 12 и в верхней 13 трубных решетах. Трубки трубного пучка 2 имеют обжатия по контуру близкому к контуру труб Вентури 15 (фиг. 3). К цилиндрическому кожуху 11 трубного пучка 2 в верхней и нижней части жестко приварены патрубки соответственно подвода нагреваемой 17 и отвода нагретой 18 воды, например, для целей горячего водоснабжения, которые разъемно соединены с подводящим и отводящим трубопроводами (на фиг. не показаны).In the annular space of the tube bundle with a certain height interval, segmented partitions 14 or other known types of partitions are installed [A.D. Domashnev. Design and calculation of chemical apparatuses, 1961. Pp. 416-420], through which the tube bundle tubes pass, and the distance between the partitions is fixed by distance tubes (not shown in FIG.), Through which the rods inserted into the sockets (not shown in FIG.) Pass, in lower 12 and upper 13 pipe sieves. The tubes of the tube bundle 2 have compression along the contour close to the contour of the venturi 15 (Fig. 3). To the cylindrical casing 11 of the tube bundle 2, in the upper and lower part, pipes for supplying heated 17 and removal of heated water 18 are rigidly welded, for example, for the purposes of hot water supply, which are detachably connected to the inlet and outlet pipes (not shown in Fig.).

Сепаратор 3, имеющий диаметр несколько больший диаметра корпуса трубного пучка 2, жестко соединен с верхней трубной решеткой 13 трубного пучка посредством конуса 19, жестко соединенного, например сваркой, с ними. На конусе жестко закреплены патрубки отвода кондесата 20. Они разъемно соединены с трубками возврата конденсата 21, на которых установлен трехходовой кран 22 (фиг. 2). Таким образом, внутренние полости труб трубного пучка сообщаются с объемом сепаратора 3 и далее с отводящим газоходом (па схеме не указан) соединенным с выходным газовым патрубком 23. В верхней части сепаратора жестко закреплен, например сваркой, выходной газовый патрубок 23.The separator 3, having a diameter slightly larger than the diameter of the tube bundle body 2, is rigidly connected to the upper tube sheet 13 of the tube bundle by means of a cone 19, rigidly connected, for example by welding, to them. Condensate branch pipes 20 are rigidly fixed on the cone. They are detachably connected to condensate return tubes 21 on which a three-way valve 22 is installed (Fig. 2). Thus, the internal cavities of the tube bundle tubes communicate with the volume of the separator 3 and then with the exhaust gas duct (not shown in the diagram) connected to the gas outlet pipe 23. In the upper part of the separator, the gas outlet pipe 23 is rigidly fixed, for example by welding.

Скруббер-теплоутилизатор работает следующим образом в начале бак конденсата 1 заполняется технической водой по уровень регулированным гидрозатвором 7. Включается насос 9 и техническая вода подается на форсунки 5. Затем через патрубок входа горячего газа 4 осуществляется подача горячих продуктов сгорания от теплотехнологического или теплоэнергетического оборудования, например, газа от котельных установок.The scrubber-heat exchanger operates as follows: at the beginning, the condensate tank 1 is filled with technical water according to the level regulated by the hydraulic shutter 7. The pump 9 is turned on and the technical water is supplied to the nozzles 5. Then, hot combustion products are supplied through the inlet of the hot gas 4 from heat-technological or heat-power equipment, for example gas from boiler plants.

Следует отметить, что благодаря расположению трубного пучка вертикально продукты сгорания топлива, а именно газ проходит сруббер-теплоутилизатор снизу-вверх по его трубам трубного пучка при давлении близком к атмосферному. Давление внутри трубок снижается и появляется возможность применять тонкостенные трубки. Первичная обработка продуктов сгорания происходит в факелах диспергируемой форсунками 5 воды. В них газ начинает охлаждаться и увлажняться. Скорость газа в объеме размещения опорно-распределительных решеток 6 такова, что часть воды, диспергированной форсунками, транспортируется на решетки 6, на которых и накапливается. В самих опорно-распределительных решетках 6, выполняющих функции микротруб Вентури, и в пенно-барботажных слоях, образующихся на опорно-распределительных решетках, с одной стороны происходит доувлажнения газа и его охлаждение до состояния насыщения, а с другой стороны - нагревание воды, выходящей из форсунок 5, выполняющей функции промежуточного теплоносителя, до температуры, вплотную приближающейся к температуре мокрого термометра (t_МТ) продуктов сгорания. С такими параметрами продукты сгорания входят в трубки трубного пучка 2 и движутся по ним снизу-вверх, транспортируя капли технической воды, нагретые до температуры мокрого термометра, в виде двухфазного потока: газ-жидкость.It should be noted that due to the vertical arrangement of the tube bundle, the products of fuel combustion, namely gas, passes the srubber-heat exchanger from the bottom up to its tube bundle tubes at a pressure close to atmospheric. The pressure inside the tubes decreases and it becomes possible to use thin-walled tubes. The primary processing of the combustion products occurs in flares dispersed by nozzles 5 of water. In them, the gas begins to cool and moisten. The gas velocity in the volume of placement of the support distribution grids 6 is such that part of the water dispersed by the nozzles is transported to the grids 6, on which it accumulates. In the support distribution grids 6 themselves, which act as venturi microtubes, and in the foam-bubble layers formed on the support distribution grids, on the one hand, the gas is humidified and cooled to a saturation state, and on the other hand, the water leaving nozzles 5, performing the functions of an intermediate coolant, to a temperature close to approaching the temperature of the wet thermometer (t _MT ) of the combustion products. With such parameters, the combustion products enter the tubes of the tube bundle 2 and move up and down along them, transporting drops of process water heated to the temperature of the wet thermometer in the form of a two-phase flow: gas-liquid.

По межтрубному пространству трубного пучка сверху вниз, противотоком по отношению к вышеуказанному двухфазному потоку, огибая сегментные перегородки 14 движется нагреваемая вода, утилизирующая теплоту уходящих газов. В верхней части труб трубного пучка температура газов, находящихся в состоянии насыщения, достигает минимальной температуры (например, 30-35°С), задаваемой или принимаемой при расчете и конструировании скруббера. Через патрубок отвода нагретой 18 воды отводится вода, прошедшая по межтрубному пространству до температур близких к температуре мокрого термометра. На выходе из труб трубного пучка газы поступают в сепаратор 3, в котором скорость газа резко падает и происходит сепарация промежуточного теплоносителя - конденсата (в начале работы теплоутилизатора - техническая вода, постепенно замещается непрерывно генерируемым конденсатом). Конденсат возвращается по патрубкам отвода кондесата 20 и трубкам возврата конденсата 21 частично в бак, частично - на опорно-распределительные решетки, возврат конденсата на опорно-распределительные решетки позволяет отказаться от насоса 9, а требуемое количество конденсата возвращаемого на решетки регулируется трехходовым краном 22. Обжатие на трубках по контуру близкому к контуру труб Вентури 15 интенсифицируют тепломассообмен в восходящем двухфазном потоке газ-конденсат.On the annular space of the tube bundle from top to bottom, countercurrent with respect to the above two-phase flow, heated water is circled around the segmented partitions 14, utilizing the heat of the flue gases. In the upper part of the tube bundle tubes, the temperature of gases in a state of saturation reaches a minimum temperature (for example, 30-35 ° C), set or accepted in the calculation and design of the scrubber. Water is discharged through the outlet pipe of the heated 18 water, which has passed through the annulus to temperatures close to the temperature of the wet thermometer. At the exit from the tubes of the tube bundle, the gases enter the separator 3, in which the gas velocity drops sharply and the intermediate coolant - condensate separates (at the beginning of the heat exchanger operation - process water is gradually replaced by continuously generated condensate). Condensate is returned through the condensate drain pipes 20 and condensate return pipes 21 partially to the tank, partially to the support and distribution grids, the return of condensate to the support and distribution grids allows you to refuse the pump 9, and the required amount of condensate returned to the grids is regulated by a three-way valve 22. Compression on tubes along a circuit close to that of Venturi tubes 15 intensify heat and mass transfer in an upward two-phase gas-condensate stream.

Известно, что при прохождении газа по трубкам на их стенках образуется пленка жидкости от конденсата. Обжатие трубок позволяет возвращать жидкость в центр трубок, где она за счет скорости потока «дробиться» на мелкие капли.It is known that when gas passes through the tubes, a liquid film of condensate forms on their walls. The compression of the tubes allows you to return the liquid to the center of the tubes, where it is "crushed" into small drops due to the flow rate.

Охлажденный и с существенно меньшим влагосодержанием (до 20% от первоначального влагосодержания) газ удаляется из аппарата через патрубок отвода газа 23.Cooled and with significantly lower moisture content (up to 20% of the initial moisture content), the gas is removed from the apparatus through the gas outlet 23.

Предлагаемый скруббер-теплоутилизатор по сравнению с прототипом выигрывает в том, что за счет использования вертикальных тонкостенных труб круглого сечения трубного пучка, внутри которых движется двухфазный восходящий поток горячие газы-промежуточный теплоноситель, а по межтрубному пространству, огибая сегментные перегородки, противотоком по отношению к двухфазному потоку движется нагреваемая вода, что позволяет использовать тонкостенные шовные трубы (наиболее дешевые) из коррозионностойких материалов обычного круглого сечения, вставленные в круглые отверстия верхней и нижней трубных решеток, герметично соединенные с последними сварными швами, что снижает материалоемкость узлов из дорогостоящих коррозионно-стойких материалов всего аппарата, упрощает его конструкцию и технологию и снижает стоимость аппарата в целом; конструкция обеспечивает доступ практически ко всем сварным соединениям, в том числе швам, соединяющим трубы трубного пучка с трубными решетками, что обеспечивает повышенную ремонтоспособность; в предлагаемой конструкции скруббера-теплоутилизатора внутренние поверхности труб пучка омываются уходящими газами, которые могут быть загрязнены зольно-технологическим уносом, доступны для их очистки, например, ершами, сверлами и так далее.The proposed scrubber-heat exchanger in comparison with the prototype wins in that due to the use of vertical thin-walled tubes of circular cross section of the tube bundle, inside which a two-phase upward flow of hot gases is an intermediate heat transfer medium, and along the annular space around the segmented partitions, it is countercurrent with respect to the two-phase heated water moves the flow, which allows the use of thin-walled suture pipes (the cheapest) from corrosion-resistant materials of a conventional circular cross section, in placed in round holes of the upper and lower tube sheets, hermetically connected to the last welds, which reduces the material consumption of nodes from expensive corrosion-resistant materials of the whole apparatus, simplifies its design and technology, and reduces the cost of the apparatus as a whole; the design provides access to almost all welded joints, including the welds connecting the tube bundle pipes to the tube sheets, which provides increased maintainability; in the proposed scrubber-heat exchanger design, the inner surfaces of the beam tubes are washed by exhaust gases, which may be contaminated with fly ash, are accessible for cleaning them, for example, ruffs, drills, and so on.

Claims

A scrubber-heat exchanger, consisting of a consecutively located condensate tank, which includes a hot gas inlet pipe, nozzles, support and distribution grids, a condensate drain pipe and a water seal, a tube bundle including a casing, inside which tube bundle pipes are mounted on the tube sheets, nozzles supplying heated water and discharging heated water, a separator connected to the casing of the tube bundle by means of a cone on which condensate discharge pipes are rigidly fixed, are detachably connected e with condensate return tubes, in the upper part of the separator a gas outlet pipe is rigidly fixed, characterized in that the tube bundle tubes are arranged vertically and are made of thin-walled tubes having compression along a contour close to the contour of the venturi.