185501. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyeződést tartalmazó meleg levegő hőtartalmának hasznosítására
1 185 501 2 A találmány tárgya: eljárás szennyeződést tartalmazó meleg levegő hőtartalmának hasznosítására. A találmány szerinti hőhasznosítási eljárás alkalmas technológiai folyamatokban, például szárítás során keletkező és a technológiai folyamatból hulladékként a szabadba távozó meleg levegő hőjének hasznosítására olyan esetekben is, amikor a hulladék levegő szennyezettsége miatt az ismert eljárások gazdaságosan nem alkalmazhatók. A hulladék meleg levegő hőjének hasznosításával kapcsolatos ismert megoldások vagy felületi, vagy keverőrendszerű hőcserélő alkalmazásán alapulnak. A felületi hőcserélő alkalmazásának lényege — mint ismeretes —, hogy a lehűtendő levegő és a felmelegítendő közeg egymással nem kerül érintkezésbe, a hőcsere hőátadó felületen keresztül történik. Ezen hőcserélők hátránya, hogy a hőátadó felületen a levegő szennyeződése lerakódik. A lerakódás mértékét úgy törekszenek csökkenteni, hogy az egyéként szokásos és gazdaságosabb bordás csövek helyett a szennyeződésre kevésbé érzékeny simacsöves vagy lemezes hőcserélőt alkalmaznak, másrészt pedig a hulladék meleg levegőt csak olyan mértékig hűtik le, hogy hőfoka a harmatpontot ne érje el, ugyanis a harmatpont hőmérsékleténél a vízgőzzel együtt a levegőbe például a szárítási eljárás során belekerült egyéb vegyi anyagok is lecsapódnak és ez a tapadó jellegű csapadék a levegő szilárd szennyeződésével együtt a hőcserélő felület rendkívüli gyors lerakódását eredményezi. Az említett korlátozó tényezők miatt a berendezés nagyon költséges, csak kismértékű hővisszanyerés érnető el, és a gyors elszennyeződés miatt felületi hőcserélő sok esetben egyáltalán nem alkalmazható. Ismert megoldás továbbá, hogy a hulladék meleg levegővel felületi hőcserélő készülékben közvetítő közeget — valamilyen folyadékot — melegítenek fel, ezt a közvetítő közeget a hőfelhasználókhoz vezetik, ahol egy újabb felületi hőcserélőben hasznosítják hőjét. Ennek a megoldásnak is hátránya a hulladék meleg levegővel érintkező felület elszennyeződése. A keverőrendszerű hőcserélő lényege — mint ismeretes —, hogy a hulladék meleg levegő a légáramba beporlasztott hideg vízzel közvetlenül érintkezik és a vizet így melegíti fel. A keverőrendszerű hőcserélő alkalmazásának hátrányai egyebek között, hogy a hulladékhő csak víz melegítésére hasznosítható és a felmelegített víz a levegővel való közvetlen érintkezés miatt szennyeződik, ami a felmelegített víz felhasználhatóságának határt szab. A 180 288 számú korábbi magyar szabadalmi irat szerinti megoldás a felületi hőcserélő szennyeződési veszélyét úgy csökkenti, hogy a felhasználandó vizet keverőrendszerű hőcserélőben előmelegíti és ez az előmelegített víz kerül a hulladék levegővel fűtött felületi hőcserélőbe. A hulladék meleg levegő hőtartalmának csak egy részét adja át hőátadó felületen keresztül a hőcserélőbe érkező, már előmelegedett víznek, ezt követően jut a levegő a keverőrendszerű hőcserélőbe a fennmaradó hőtartalmának hasznosítása céljából. Ez a megoldás a hulladék meleg levegő áramába helyezett felületi hőcserélő elszennyeződésének veszélyét — a harmatpontnál történő folyadékkicsapódást — csökkenti egyrészt azáltal, hogy a felületi hőcserélőbe már előmelegített víz lép be, másrészt a hulladék meleg levegőt a felületi hőcserélőben csak kisebb mértékben kell lehűteni, mert a hőhasznosítás második szakasza a keverőrendszerű hőcserélőben történik. Ez a megoldás akkor alkalmazható a legelőnyösebben, ha a 2 hulladékhő teljes egészében vízmelegítésre hasznosítható és a vízfelhasználók nem támasztanak különösebb igényt a víz minőségével szemben. A találmányunkkal célunk az ismert eljárások olyan továbbfejlesztése meleg levegőnek a hőhasznosítására, amely az ismert megoldások hátrányait oly módon küszöböli ki, hogy a szennyezett meleg levegő sem hőátadó felülettel, sem pedig a felmelegítendő, a fogyasztóknál felhasználásra kerülő közeggel nem érintkezik. Ily módon ezek a felületek nem szennyeződhetnek. A találmány tárgya eljárás a szennyezett meleg levegő hőtartalmának hasznosítására, amelynek során a meleg levegőt hőhasznosító berendezésbe vezetjük. A találmány lényege abban van, hogy a lehűtendő szennyezett levegőt először keverőrendszerű hőcserélőbe vezetjük, amelyben közvetítő közeget melegítünk, majd a felmelegített közvetítő közeggel a különböző hőfelhasználók hőcserélőit fűtjük. A keringtetett közvetítő közeget adott esetben szűrő-iszapolón vezetjük át. A találmány egy előnyös foganatosítási módja szerint keringetett közeg feleslegét tartályának túlfolyóján át vezetjük ki. A felesleges közvetítő közeg elvezetésén túlmenően ezáltal a vízkövet leiszapoljuk és ily módon távolítjuk el a szennyező anyagokat. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja szerint a különböző felhasználók hőcserélői közül elsődlegesen a szennyezett levegőt kibocsátó berendezésbe bevezetett friss levegőt melegítő hőcserélőt fűtjük. A találmány szerinti eljárás foganatosításának példáját az 1. ábra szemlélteti. Az 1 technológiai berendezésből a hulladék levegő a 2 helyen lép ki és a 3 keverőrendszerű hőcserélőbe jut, amelyben a szembe áramoltatott vízzel közvetlenül érintkezik és ezt felmelegíti, majd lehűlve a 4 helyen a szabadba távozik. A keverőrendszerű hőcserélő alján összegyűlt melegvíz a szűrőbetétekkel, túlfolyóval és pótvízhozzávezetési lehetőséggel ellátott 13 szűrőtartályon keresztül az 5 szivattyú segítségével a hőfelhasználókhoz jut. Például az 1. ábra szerint ezzel a vízzel a 7 hőcserélőben előmelegíthető a technológiai berendezésbe bevezetendő levegő — amely a hőcserélőbe a 9 helyen lép be és felmelegítve a 10 helyen lép ki —, valamint a 11 hőcserélőben ipari melegvíz készíthető oly módon, hogy a keringtetett közvetítő közeget a 6 pontból történő leágazással a hőcserélőbe vezetjük és a 12 pontban a cirkulációs körbe visszavezetjük. A lehűtött közvetítő közeg lehűlve a 8 helyen jut vissza a hőcserélőbe ismételt felmelegítés céljából. A gyakorlatban általában előforduló paraméterek mellett a rendszerben a keringtetett víz mennyisége növekszik, mert a hulladék meleg levegőből a vízgőznek egy része kicsapódik. A növekményt a 13 tartályból a 14 túlfolyón keresztül lehet elvezetni, amely célszerűen olyan kialakítású, hogy egyben a vízkör önműködő és folyamatos léiszapolását biztosítja, illetve a vízkörből a szennyeződés folyamatosan eltávozik. A túlfolyó ezt a feldatot úgy tudja ellátni, hogy a szűrőtartálynak arról a helyéről ágazik ki, ahol a szennyezőanyag koncentráltan van jelen. A találmány előnyei közé tartozik, hogy kizárja a hasznosító hőcserélő elszennyeződését azáltal, hogy a szenynyezett levegő felületi hőcserélővel nem érintkezhet, és ezért kizárja a hőfbgyasztóknál felhasználásra kerülő felmelegítendő közeg szennyeződését azáltal, hogy a felme-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
