176417. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kúpolókemencék füstgázaiban lévő hőmennyiség visszanyerésére
3 176417 4 bekeverésével, vagy vízpermetezéssel érnek el, elveszítve az érzékelhető hőmennyiség nagy részét. A nedves pernyeleválasztók vízfüggönyei, vagy a ventúri mosók úgyszintén nagyfokú hőmérsékletcsökkenést okoznak, ami után a kémiailag rejtett hő felszabadítása nem is szokásos, ugyanis a gázt a gyulladási hőmérsékletre fel kellene hevíteni újabb energiahordozó elégetésével. Az ismert szennyezőleválasztó rendszerekből a száraz ciklonosak, a gáz alakú égéstermékek le nem választása miatt, a nedvesen működő rendszerekből a nyitott permetező mosók a nem kielégítő porleválasztási hatásfok miatt nem felelnek meg az elvárásoknak, előírásoknak. Az is előfordul, hogy a kúpolókemencéből kijövő füstgázokat csak tisztítják, hogy a környezetszennyezést csökkentsék, és a szabadba engedik, anélkül, hogy a benne levő hőmennyiséget a legkisebb mértékben is hasznosítanák. Ugyanakkor a kemencékbe bevezetett fúvószelet olaj vagy gáz elégetésével működő különálló hőcserélőben melegítik fel. A világszerte nagyjelentőségű energiatakarékoskodás és környezetvédelem késztet a kúpolókemencéknél megfelelő megoldás kialakítására. A probléma megoldása azonban meglehetősen nehéz, minthogy az igen nagy mennyiségű szennyezőanyagot tartalmazó kúpolókemence füstgázok konvektiv hőcserélőkben nehezen hasznosíthatók, a nagymennyiségű lerakódás következtében. Ezért néhány kísérleti berendezés kudarca óta alig használnak ilyen konstrukciót. Sugárzó hőcserélők füstgázoldali felületére is lerakódik a pernye - még az éghető gázokhoz befúvatott pótlevegő áramlási sebességet növelő hatása ellenére is -, ezáltal a hőátadás bizonyos üzemidő eltelte után fokozatosan romlik. A nagy hőátadó felületek rendszeres tisztítására nem készült még megbízható megoldás. A jelen találmánnyal olyan eljárás és berendezés kialakítása a célunk kúpolókemencék füstgázaiban levő hőmennyiség hasznosítására, amely egyszerű kialakítású és olcsó hőcserélő alkalmazásával kiküszöböli az ismertetett hátrányokat, a füstgázokban levő gáz alakú és szilárd szennyezőanyagok egyidejű leválasztása mellett. A kitűzött feladatot a találmány szerinti eljárással úgy oldottuk meg, hogy a kúpolókemencéből kijövő füstgázokat legalább 18 m/sec sebességre gyorsítjuk fel és ezzel a kúpolókemence adagolónyílásán fokozott levegőbeáramlást hozunk létre, a füstgázokban levő éghető anyagokat pedig a kúpolókemence kéményében a bevitt levegővel elégetjük, és mielőtt a leválasztó egységbe vezetjük, hőcserélő egységeken áramoltatjuk át. A füstgázokkal melegíthetünk levegőt vagy vizet, amelyeket tetszőleges célra lehet felhasználni. A kéményből kiáramló füstgázokat általában először vízszintesen vezetjük a hőcserélő szakaszhoz. Előnyösen a vízszintes szakaszon is hőcserét végzünk. Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezésben a kúpolókemence kéménye és a leválasztó egység között olyan hőcserélő helyezkedik el, amelynek elemei hengeres külső palástfelületből és ezzel egytengelyű hullámosított palástú lemezcsőből állnak, ahol a lemezcső és a hengerpalást között elosztó körgyűrűhöz illeszkedő trapézokból álló keresztmetszeti hűtőközegjárat, a hullámosított palástú lemezcső által határolt térben pedig füstjárat van kialakítva, és a berendezéshez szívóegység csatlakozik. A találmány szerinti berendezéshez tartozó hőcserélő elemben a hullámositott palástú lemezcsőhöz további hasonló lemezcső lehet csatlakoztatva oly módon, hogy a két lemezcső között további, hosszabbik oldalaival egymáshoz illeszkedő trapézok által alkotott keresztmetszetű elemekből álló hűtőközegjárat van kialakítva. Ekkor az első és második hűtőközegjárat a hőcserélő elem egyik végén össze van kapcsolva. Célszerűen minden hőcserélő elem hűtőközeg bevezető és kivezető csonkkal rendelkezik. A hőcserélő elemek között előnyösen hőtágulás kiegyenlítő szakaszok vannak. A találmány szerinti berendezésben alkalmazott hőcserélő felületekre a nagy áramlási sebesség következtében a pernyelerakódás kismértékű. A hőcserélő egységek előnyösen azonosan vannak kialakítva. A hőcserélő elemek külön kiemelhetők, így gyors alkatrészcsere és karbantartás valósítható meg. A füstgázoldali hőátadó felületekre esetlegesen lerakódó kismennyiségű szilárd anyag eltávolítása a rendszer szétbontása nélkül is elvégezhető. A találmány szerinti eljárás során a füstgázok kezelését teljesen zárt rendszerben végezzük, ezzel könnyebbé tesszük a teljes füstgázmennyiség hőtartalmának visszanyerését, valamint a környezetre káros gáznemű és szilárd anyagok leválasztását. A találmány további részleteit kiviteli példákon rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezés vázlata, a 2. ábra a berendezés hőcserélő elemének egyik kiviteli alakja oldalnézetben, részben metszve, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott hőcserélő elem elölnézete részben metszve, a 4. ábra a hőcserélő elem egy másik kiviteli alakja oldalnézetben, részben metszve és az 5. ábra a 4. ábrán bemutatott hőcserélő elem elölnézete részben metszve. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti konstrukció 1 kúpolókemencéhez kapcsolt kiviteli alakja. Az 1 kúpolókemence 2 kéményén levő 3 elszívósisakhoz 4 hőálló acélcső csatlakozik, amely összekapcsolja az 1 kúpolókemencét az 5 hőcserélő berendezéssel. A 3 elszívó sisakon ellensúllyal és* elektrohidraulikus mozgatással nyíló 6 fedél van, a hozzá csatlakozó 4 hőálló acélcsőbe pedig hidraulikusan mozgatott pillangószelep van beépítve. Annak érdekében, hogy a pemyelerakódást könnyen elkerüljük, a füstgázok sebességét jelentősen meg kell növelni. Ezért a rendszerben levő 7 szívó egység segítségével a füstgázokat legalább 18 m/sec sebességre gyorsítjuk fel. Ennek következtében az 1 kúpolókemence 8 adagolónyílásán át levegő áramlik be a 2 kéménybe és ez lehetővé teszi a füstgázban levő éghető anyagok tökéletes 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
