Способ утилизации теплоты высокотемпературных дымовых

Михедов Николай Александрович, исполнительный директор АНО ДПО «МАСПК»,

Михедов Александр Александрович, магистрант ФГБОУ ВО СамГТУ,

Частикова Ольга Игоревна, магистрант ФГБОУ ВО СамГТУ

 

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Представляет интерес для большого числа промышленных огнетехнических установок утилизация физической теплоты высокотемпературных дымовых газов путём термохимической регенерации, в основу которой положены процессы паровой и углекислотной конверсии метана, описываемые системой химических уравнений:

рис3.jpg

При работе огнетехнических установок отходящие дымовые газы содержат СО2 и Н2О в соотношении 1:2, а также большой температурный потенциал. Таким образом, продукты сгорания имеют всё необходимое (СО2, Н2О, Т) для осуществления трансформации физической теплоты отходящих дымовых в химическую энергию продуктов реакции (1) и  (2).

Сущность термохимической регенерации тепла отходящих газов заключается в использовании их физического тепла для предварительной эндотермической переработки исходного топлива, которое при этом получает больший  запас химически связанного тепла и нагревается до высокой температуры [1]. Это дополнительное химически связанное тепло топлива, а также тепло нагретого воздуха реализуется в рабочей камере огнетехнической установки, что обеспечивает соответствующее повышение её температурного уровня и снижение удельного расхода топлива.

Принципиальная схема способа комплексной утилизации теплоты отходящих дымовых газов за счет термохимической регенерации теплоты приведена на рис.1.

рис1.png

Рис. 1 – Способ комплексной утилизации теплоты.

После огнетехнической установки 2 дымовые газы а разделяются на два потока, первый поток g подается в термохимический реактор 3, в который также подается природный газ е, второй поток дымовых газов i направляется на поверхностный обогрев реактора. Остаточная теплота второго потока дымовых газов утилизируется в рекуперативном воздухоподогревателе 1, в котором происходит нагрев холодного дутьевого воздуха с до температуры горячего воздуха d, в результате чего дымовые газы охлаждаются до температуры потока b.

В качестве термохимического реактора эффективнее всего применять либо пластинчатый, либо трубчатый реактор для паровой конверсии метана, предварительно активировав часть реакционного пространства реактора катализаторами углекислотной конверсии [2]. Возможные конструкции трубчатого (а) и пластинчатого (б) реакторов приведены на рис.2.

рис2.jpg

Рис. 2 – Трубчатый (а) и пластинчатый (б) термохимические реакторы.

Предварительные технико-экономические расчёты показали значительное увеличение КПД промышленных огнетехнических установок при утилизации теплоты отходящих дымовых газов по предложенному способу.

 Библиографический список

1.     Пащенко Д.И. Сравнительная оценка энергетической эффективности применения термохимической регенерации теплоты дымовых газов // Промышленная энергетика. – 2010. - №11. – С. 8-10.

2.     Пащенко Д.И. Производство водорода в системах химической регенерации теплоты дымовых газов // Альтернативная энергетика и экология. – 2009. – №6. – С. 11-15.