RU2269725C1 - Catalytic hot-water boiler - Google Patents
Catalytic hot-water boiler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2269725C1 RU2269725C1 RU2004124410/06A RU2004124410A RU2269725C1 RU 2269725 C1 RU2269725 C1 RU 2269725C1 RU 2004124410/06 A RU2004124410/06 A RU 2004124410/06A RU 2004124410 A RU2004124410 A RU 2004124410A RU 2269725 C1 RU2269725 C1 RU 2269725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalytic
- heat exchanger
- gas
- water boiler
- synthesis gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике, а именно к технике генерирования тепловой энергии на принципе нагрева воды посредством двухступенчатого окисления природного газа, и может быть использовано для автономного водяного отопления и круглогодичного горячего водоснабжения бытовых и производственных помещений.The invention relates to energy, and in particular to a technique for generating thermal energy on the principle of heating water by means of two-stage oxidation of natural gas, and can be used for autonomous water heating and year-round hot water supply for domestic and industrial premises.
Основной тенденцией в современных разработках бытовых водогрейных котлов является создание устройств с повышенной эффективностью преобразования энергии и значительным снижением экологически опасных выбросов по СО и NOx. Одним из вариантов достижения таких целей является применение в водогрейных котлах катализаторов в комбинациях с пламенньм сжиганием либо в чисто каталитическом варианте.The main trend in modern developments of domestic hot water boilers is the creation of devices with increased energy conversion efficiency and a significant reduction in environmentally hazardous emissions of CO and NOx. One of the options for achieving such goals is the use of catalysts in hot water boilers in combination with flame combustion or in a purely catalytic version.
Так, в настенных котлах Eurola используют модулируемые матриксные радиационно-каталитические горелки, обеспечивающие содержание оксидов азота и углерода NOx≤9 мг/кВт·ч (18,5 мг/м3), CO≤17 мг/кВт·ч (8,2 мг/м3) [Ein echter Heizkessel fur die Wand extrem schadstoffarm durch Matrix-Strahlungsbrenner. Реклама фирмы «Viessman» котла Eurola]. Максимальный диапазон регулирования мощности 1:2,25, масса котла в расчете на кВт генерируемой мощности составляет около 3-5 кг/кВт. Котел Eurola с каталитическим нанесенным слоем на матричную горелку и со сферической поверхностью нагрева, выполненной из высоко качественной стали, имеет за счет конденсационной ступени КПД 108%. Несмотря на высокий уровень автоматизации и высокий КПД котла, наличие пламенного сжигания приводит к неустранимым выбросам окислов азота и накладывает экологические ограничения на их использование внутри помещения.Thus, in wall boilers used Eurola modulated matrix of radiation-catalytic burner to ensure the content of nitrogen oxides and carbon NOx≤9 mg / kWh (18.5 mg / m 3), CO≤17 mg / kWh (8.2 mg / m 3 ) [Ein echter Heizkessel fur die Wand extrem schadstoffarm durch Matrix-Strahlungsbrenner. Viessman advertisement for Eurola boiler]. The maximum power control range is 1: 2.25, the mass of the boiler per kW of generated power is about 3-5 kg / kW. The Eurola boiler with a catalytic layer deposited on a matrix burner and with a spherical heating surface made of high quality steel has an efficiency of 108% due to the condensation stage. Despite the high level of automation and high efficiency of the boiler, the presence of flame combustion leads to unrecoverable emissions of nitrogen oxides and imposes environmental restrictions on their use indoors.
Известно применение катализаторов в водогрейным котле в виде двух металлических монолитных блоков (S. R. Vaillant, A.S. Gastec, Catalysis Today, 47 (1999), 415-420). В концевой части первого блока нанесен катализатор, длина нанесенного слоя несколько миллиметров. В первом блоке конвертируется около 50% метана, а его остальная часть окисляется во втором блоке. В случае дезактивации катализатора первый блок может работать как радиационная горелка. В данном водогрейном котле для съема тепла кроме традиционного теплообменника над первым блоком используют дополнительно теплообменник за вторым блоком.The use of catalysts in a boiler in the form of two metal monolithic blocks is known (S. R. Vaillant, A.S. Gastec, Catalysis Today, 47 (1999), 415-420). A catalyst is deposited at the end of the first block; the length of the deposited layer is several millimeters. About 50% of methane is converted in the first block, and the rest of it is oxidized in the second block. In the case of catalyst deactivation, the first unit can operate as a radiation burner. In this boiler, for the removal of heat, in addition to the traditional heat exchanger above the first block, an additional heat exchanger behind the second block is also used.
В водогрейном котле, выбранном в качестве прототипа (Пат. RU 2209378, F 24 H 1/00, 27.09.2001), генерацию тепла для нагрева воды осуществляют с помощью двух основных аппаратов: генератора синтез-газа и каталитического теплообменника, позволяющих провести окисление природного газа в две стадии. На первой стадии - в генераторе синтез-газа - осуществляют каталитическое парциальное окисление природного газа до синтез-газа с предварительным нагревом воды, а на второй стадии - в каталитическом теплообменнике - синтез-газ окисляют до конечных продуктов - диоксида углерода и воды и осуществляют нагрев воды до требуемой температуры. Каталитический теплообменник устроен таким образом, что подлежащая нагреву вода движется внутри панелей, а структурированный катализатор находится в пространстве между панелями. Катализатор выполнен в виде плоских и гофрированных лент, образующих каталитически активные каналы, и спечен с внешними стенками панелей. Данное обстоятельство и наличие радиальной теплопроводности на уровне 2-4 Вт/мК обеспечивает интенсивный перенос тепла от слоя катализатора к протекающей в панелях воде.In a boiler selected as a prototype (Pat. RU 2209378, F 24 H 1/00, 09/27/2001), heat generation for heating water is carried out using two main apparatuses: a synthesis gas generator and a catalytic heat exchanger, allowing the oxidation of natural gas in two stages. At the first stage — in the synthesis gas generator — the catalytic partial oxidation of natural gas to synthesis gas is carried out with preliminary heating of the water, and at the second stage — in the catalytic heat exchanger — the synthesis gas is oxidized to end products — carbon dioxide and water and the water is heated to the required temperature. The catalytic heat exchanger is arranged so that the water to be heated moves inside the panels, and the structured catalyst is in the space between the panels. The catalyst is made in the form of flat and corrugated tapes forming catalytically active channels, and is sintered with the outer walls of the panels. This circumstance and the presence of radial thermal conductivity at the level of 2-4 W / mK provide intensive heat transfer from the catalyst layer to the water flowing in the panels.
Опыт эксплуатации данного устройства показал следующие недостатки. Поскольку вода, подлежащая нагреву, внутрь панелей подается под давлением (около 6 МПа), то при работе теплообменника стенки панелей деформируются и сжимают каталитический слой, приводя к нарушению структуры каналов, в которых происходит окисление синтез-газа. В результате возникают неоднородности в распределении температур между панелями и по их длине. Катализатор подвергается необратимым изменениям, и экологические показатели котла также резко ухудшаются. Нарушение структуры каналов приводит к увеличению гидравлического сопротивления и возникновению различного перепада давлений в каналах между панелями, что также способствует увеличению температурных неоднородностей. Изготовление водоохлаждаемых панелей из более толстого металла приводит к утяжелению конструкции и не устраняет указанный выше недостаток. Следующий недостаток связан со сложностью герметизации и теплоизоляции боковых торцов газовых каналов в условиях деформации панелей.The operating experience of this device showed the following disadvantages. Since the water to be heated is supplied inside the panels under pressure (about 6 MPa), during operation of the heat exchanger the walls of the panels are deformed and compress the catalytic layer, leading to disruption of the structure of the channels in which the synthesis gas is oxidized. As a result, inhomogeneities arise in the temperature distribution between the panels and along their length. The catalyst undergoes irreversible changes, and the environmental performance of the boiler also deteriorates sharply. Violation of the structure of the channels leads to an increase in hydraulic resistance and the appearance of various pressure differences in the channels between the panels, which also contributes to an increase in temperature inhomogeneities. The manufacture of water-cooled panels of thicker metal leads to a heavier structure and does not eliminate the above drawback. The next disadvantage is associated with the complexity of sealing and thermal insulation of the side ends of the gas channels in the conditions of deformation of the panels.
Изобретение решает задачу эффективного и экологически чистого окисления природного газа для получения тепла.The invention solves the problem of efficient and environmentally friendly oxidation of natural gas to produce heat.
Одним из вариантов устранения указанных недостатков является усовершенствование конструкции каталитического теплообменника, посредством перехода к варианту типа кипятильника. В этом случае катализатор размещают внутри панелей, куда подают синтез-газ вместе с воздухом для осуществления реакции окисления, а жидкость, подлежащая нагреву, движется в пространстве между панелями.One of the options for eliminating these drawbacks is to improve the design of the catalytic heat exchanger by switching to a variant of the type of boiler. In this case, the catalyst is placed inside the panels, where synthesis gas is supplied together with air to carry out the oxidation reaction, and the liquid to be heated moves in the space between the panels.
Водогрейный котел состоит из генератора синтез-газа, узлов смешения природного газа с первичным воздухом и синтез-газа со вторичным воздухом и каталитического теплообменника, представляющего собой набор каталитических теплообменных панелей, охлаждаемых снаружи водой, а внутри имеющих каталитический слой в виде гофрированных и плоских лент, образующих каналы диаметром, увеличивающимся по ходу движения синтез газа, и секционно-расположенных по высоте теплообменника с шириной гофр, равной ширине панели.A hot water boiler consists of a synthesis gas generator, mixing units for natural gas with primary air and synthesis gas with secondary air and a catalytic heat exchanger, which is a set of catalytic heat exchanger panels cooled externally with water and inside having a catalytic layer in the form of corrugated and flat ribbons, forming channels with a diameter increasing along the synthesis gas, and sectionally arranged along the height of the heat exchanger with a width of corrugations equal to the width of the panel.
Водогрейный котел для обеспечения равномерного распределения газовоздушной смеси по каталитическим панелям и одновременного предупреждения проскока пламени в зону смешения оборудован на входе в каталитический теплообменник слоем инертного зернистого материала.To ensure uniform distribution of the gas-air mixture over the catalytic panels and at the same time prevent the flame from entering the mixing zone, the boiler is equipped with a layer of inert granular material at the entrance to the catalytic heat exchanger.
В качестве катализатора в каталитическом теплообменнике используют армированный пористый материал, содержащий в качестве активных компонентов соединения родия, никеля, платины, палладия, железа, кобальта, рения, рутения или их смесь.As a catalyst in a catalytic heat exchanger, a reinforced porous material containing rhodium, nickel, platinum, palladium, iron, cobalt, rhenium, ruthenium or a mixture thereof is used as active components.
Поставленная задача решается путем следующих изменений в конструкции котла.The problem is solved by the following changes in the design of the boiler.
Принципиальная схема каталитического водогрейного котла представлена на Фиг1.A schematic diagram of a catalytic hot water boiler is shown in FIG.
Котел состоит из генератора синтез-газа 1, в состав которого входят слой катализатора 2, водоохлаждаемый корпус 3, газораспределительное устройство 4, система запуска генератора 5, газораспределительная решетка 6, трубопроводы 7, 8, 9, 10, 13, 18, 19, камера для смешения со вторичным воздухом 11. Камера смешения 11 состоит из узла смешения 12, слоя инертного материала 15, расположенного на входе в каталитический теплообменник и служащего возможным пламегасителем. Каталитический теплообменник состоит из плоских панелей 17, внутри которых расположен слой структурированного катализатора, спеченного с металлическими стенками панелей. На выходе из каталитического теплообменника расположено устройство поджига 14 смеси синтез-газа с воздухом при запуске котла. Пространство 16 - пространство между панелями каталитического теплообменника.The boiler consists of a synthesis gas generator 1, which includes a catalyst layer 2, a water-cooled housing 3, a gas distribution device 4, a generator start-up system 5, a gas distribution grid 6, pipelines 7, 8, 9, 10, 13, 18, 19, a chamber for mixing with the secondary air 11. The mixing chamber 11 consists of a mixing unit 12, a layer of inert material 15 located at the inlet of the catalytic heat exchanger and serving as a possible flame arrester. The catalytic heat exchanger consists of flat panels 17, inside of which there is a layer of structured catalyst, sintered with the metal walls of the panels. At the outlet of the catalytic heat exchanger, there is a device for igniting 14 a mixture of synthesis gas with air when starting the boiler. Space 16 is the space between the panels of the catalytic heat exchanger.
Каталитический водогрейный котел работает следующим образом.The catalytic hot water boiler operates as follows.
Воздух в водогрейный котел подают по общему трубопроводу 8 и затем делят на два потока 9 и 11. Первичный воздух по трубопроводу 9 вместе с природным газом по трубопроводу 10 подают в газораспределительную трубку 4, а из нее в слой катализатора 2. В слое катализатора происходит реакция парциального окисления природного газа с образование синтез-газа. Полученный при температуре 800-950°С синтез-газ после охлаждения в водоохлождаемом корпусе 3 до температуры 120-130°С через газораспределительную решетку 6 поступает в камеру для смешения со вторичным воздухом 11. Камера смешения состоит из узла смешения 12, слоя инертного материала 15, расположенного на входе в каталитический теплообменник и служащего возможным пламегасителем. Каталитический теплообменник состоит из плоских панелей 17, внутри которых расположен слой структурированного катализатора, спеченного с металлическими стенками панелей. Подлежащая нагреву вода поступает из корпуса генератора синтез-газа по трубопроводу 13 в пространство 16 между панелями каталитического теплообменника и выходит из него по трубопроводу 18 после нагрева. На выходе из каталитического теплообменника расположено устройство поджига 14 смеси синтез-газа с воздухом при запуске котла. Продукты окисления синтез-газа по трубопроводу 19 удаляют в окружающую среду.Air is supplied to the boiler through a common pipe 8 and then divided into two streams 9 and 11. The primary air through a pipe 9 together with natural gas is fed through a pipe 10 to a gas distribution pipe 4, and from it to the catalyst layer 2. In the catalyst layer, the reaction partial oxidation of natural gas with the formation of synthesis gas. The synthesis gas obtained at a temperature of 800-950 ° C after cooling in a water-cooled case 3 to a temperature of 120-130 ° C through a gas distribution grid 6 enters the chamber for mixing with secondary air 11. The mixing chamber consists of a mixing unit 12, a layer of inert material 15 located at the entrance to the catalytic heat exchanger and serving as a possible flame arrester. The catalytic heat exchanger consists of flat panels 17, inside of which there is a layer of structured catalyst, sintered with the metal walls of the panels. The water to be heated enters from the body of the synthesis gas generator through a pipe 13 into the space 16 between the panels of the catalytic heat exchanger and leaves it through a pipe 18 after heating. At the outlet of the catalytic heat exchanger, there is a device for igniting 14 a mixture of synthesis gas with air when starting the boiler. The products of oxidation of the synthesis gas through the pipeline 19 are removed into the environment.
Таким образом, генерацию тепла для нагрева воды осуществляют в водогрейном котле с помощью генератора синтез-газа и каталитического теплообменника, позволяющих провести окисление природного газа в две стадии. На первой стадии - в генераторе синтез-газа - осуществляют каталитическое парциальное окисление природного газа до синтез-газа и происходит предварительный нагрев воды, а на второй стадии - в каталитическом теплообменнике - синтез-газ окисляют до конечных продуктов сжигания - диоксида углерода и воды и осуществляют нагрев воды до требуемой температуры.Thus, heat generation for heating water is carried out in a water boiler using a synthesis gas generator and a catalytic heat exchanger, which allow the oxidation of natural gas in two stages. At the first stage — in the synthesis gas generator — the catalytic partial oxidation of natural gas to synthesis gas is carried out and the water is preheated, and at the second stage — in the catalytic heat exchanger — the synthesis gas is oxidized to the final combustion products — carbon dioxide and water, and heating water to the required temperature.
В предлагаемом изобретении конструкция генератора синтез-газа выбрана такой же, как в прототипе, а именно генератор синтез-газа представляет собой реактор радиального типа, содержащий газораспределительную трубку с каталитическим слоем, выполненным в виде газопроницаемых плоских и гофрированных армированных лент, навитых и спеченных с газораспределительной трубкой с зазорами между витками с образованием газовоздушных каналов между лентами, имеющий устройство подогрева для запуска реактора в работу, содержащий газораспределительную трубку с диаметром отверстий перфорации, меньшим критического диаметра, для предотвращения проникновения пламени внутрь газораспределительной трубки, содержащее газопроницаемые теплоизолирующие экраны и помещенный в водоохлаждаемый корпус.In the present invention, the design of the synthesis gas generator is selected to be the same as in the prototype, namely, the synthesis gas generator is a radial type reactor containing a gas distribution tube with a catalytic layer made in the form of gas-permeable flat and corrugated reinforced tapes, wound and sintered from the gas distribution a tube with gaps between the turns with the formation of gas-air channels between the tapes, having a heating device for starting the reactor into operation, containing a gas distribution a tube with a diameter of the perforation holes smaller than the critical diameter to prevent flame from entering the gas distribution pipe, containing gas-permeable heat-insulating screens and placed in a water-cooled housing.
В качестве катализатора в генераторе синтез-газа используют армированный металлопористый материал, содержащий в качестве активных компонентов соединения родия, никеля, платины, палладия, железа, рения, рутения или их смесь.As a catalyst in the synthesis gas generator, a reinforced metal-porous material is used containing, as active components, compounds of rhodium, nickel, platinum, palladium, iron, rhenium, ruthenium, or a mixture thereof.
Каталитический теплообменник может быть реализован в виде набора плоских каталитических теплообменных панелей, размещенных в металлическом кожухе над генератором синтез-газа.The catalytic heat exchanger can be implemented as a set of flat catalytic heat exchanger panels placed in a metal casing above the synthesis gas generator.
Принципиальная схема каталитического теплообменника, реализованного на основе каталитических плоских водоохлаждаемых панелей, представлена на Фиг.2. Каталитическая панель состоит из двух пластин 20, образующих параллелепипед, внутри которого расположен структурированный металлопористый катализатор 21.A schematic diagram of a catalytic heat exchanger implemented on the basis of catalytic flat water-cooled panels is shown in FIG. 2. The catalytic panel consists of two
На Фиг.3 изображен разрез по А-А каталитической панели. Катализатор состоит из плоских и гофрированных каталитически активных лент 22, 23, 24, 25, образующих канальчатую структуру слоя катализатора. Диаметр канала определяется размером гофра каталитически активной ленты и непрерывно увеличивается от 1,5 мм до 3 мм от входа к выходу из каталитического теплообменника по ходу движения синтез-газа. Плоские и гофрированные ленты укладывают в панели секционно таким образом, что ширина гофра равна ширине панели, а их общая длина каналов соответствует длине панели. Такая структура слоя позволяет устранить неоднородности течения по каналам панели и существенно интенсифицировать процессы тепломассопереноса в каналах в связи с интенсивным перемешиванием смеси по ширине панели.Figure 3 shows a section along aa of the catalytic panel. The catalyst consists of flat and corrugated catalytically
В отличие от прототипа (Пат. RU 2209378, F 24 H 1/00, 27.09.2001) каталитический теплообменник выполнен в виде набора каталитических теплообменных панелей, размещенных в пространстве (объеме) 16 (Фиг.1) циркулирующей воды. Газовоздушная смесь проходит через каталитические панели снизу вверх. Катализатор в виде гофрированных и плоских лент, образующих каналы диаметром, увеличивающимся по ходу движения синтез газа, и секпионно-расположенных по высоте теплообменника с разрывами между секциями находится внутри панелей и спечен со стенками. Для обеспечения равномерного распределения газовоздушной смеси по каталитическим панелям и одновременного предупреждения проскока пламени в зону смешения последняя отделена от каталитического теплообменника слоем инертного зернистого материала, состоящего из шариков оксида алюминия диаметром 2-2 мм. Воду на охлаждение панелей подают снизу теплообменника после генератора синтез-газа, и она выходит в верхней части котла. Для запуска второй ступени котла в верхней части каталитического теплообменника установлено устройство запуска 14 (Фиг.1). В предложенной конструкции второй ступени котла реализован естественный «принцип кипятильника», в роли которого выступают каталитические слои 17, помещенные внутри полых пластин. Гидравлическое сопротивление второй ступени и котла в целом в такой конструкции остается стабильным и не изменяется в процессе работы котла при заданном режиме.In contrast to the prototype (Pat. RU 2209378, F 24 H 1/00, 09/27/2001), the catalytic heat exchanger is made in the form of a set of catalytic heat exchange panels placed in the space (volume) 16 (Figure 1) of circulating water. The gas-air mixture passes through the catalytic panels from the bottom up. The catalyst in the form of corrugated and flat ribbons, forming channels with a diameter increasing along the synthesis gas path, and spion-spaced along the height of the heat exchanger with gaps between the sections is inside the panels and sintered with the walls. In order to ensure uniform distribution of the gas-air mixture over the catalytic panels and at the same time prevent the leakage of flame into the mixing zone, the latter is separated from the catalytic heat exchanger by a layer of inert granular material consisting of balls of aluminum oxide with a diameter of 2-2 mm. Water for cooling the panels is supplied from the bottom of the heat exchanger after the synthesis gas generator, and it exits at the top of the boiler. To start the second stage of the boiler in the upper part of the catalytic heat exchanger, a start device 14 is installed (Figure 1). In the proposed design of the second stage of the boiler, the natural “principle of the boiler” is implemented, in the role of which the catalytic layers 17 are placed inside the hollow plates. The hydraulic resistance of the second stage and the boiler as a whole in this design remains stable and does not change during the operation of the boiler at a given mode.
Принцип работы разработанного котла аналогичный указанному в Пат. RU 2209378, F 24 H 1/00, 27.09.2001 и заключается в каталитическом окислении природного газа, осуществляемого по двухстадийной схеме, где на первой стадии в генераторе синтез-газа осуществляют каталитическое окисление природного газа при недостатке кислорода в синтез-газ, а на второй стадии в каталитическом теплообменнике после ввода дополнительного количества кислорода воздуха осуществляют полное окисление синтез-газа с получением диоксида углерода и воды.The principle of operation of the developed boiler is similar to that specified in Pat. RU 2209378, F 24 H 1/00, 09/27/2001 and consists in the catalytic oxidation of natural gas, carried out according to a two-stage scheme, where at the first stage in the synthesis gas generator, catalytic oxidation of natural gas is carried out with a lack of oxygen in the synthesis gas, and the second stage in the catalytic heat exchanger after introducing an additional amount of oxygen in the air, the synthesis gas is completely oxidized to produce carbon dioxide and water.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
На котел с каталитическими теплообменными панелями подают природный газ состава, об.%: метан - 97,46, этан - 1,11, пропан - 0,37, дизобутан - 0,06, бутан - 0,06, пентан - 0,02. Номинальный расход (см3/сек): газа -150; воздуха на получение синтез-газа - 600; воздуха на окисление синтез-газа - 1200; воды на нагрев - 20. Давление: газовоздушной смеси на входе в котел - 350 Па; воды в отопительной системе - 1,8 кг/см2.Natural gas of the composition, vol.%: Methane - 97.46, ethane - 1.11, propane - 0.37, disobutane - 0.06, butane - 0.06, pentane - 0.02, is fed to the boiler with catalytic heat-exchange panels. . Nominal expense (cm 3 / s): gas -150; air for synthesis gas - 600; air for the synthesis gas oxidation - 1200; water for heating - 20. Pressure: gas-air mixture at the inlet to the boiler - 350 Pa; water in the heating system - 1.8 kg / cm 2 .
В результате работы котла получают:As a result of the operation of the boiler receive:
- температура, °С:- temperature, ° С:
- содержание в отходящих газах, ppm- content in exhaust gases, ppm
- эффективность преобразования энергии 97%- energy conversion efficiency of 97%
Пример 2.Example 2
На котел с каталитическими теплообменными панелями подают природный газ того же состава, что и примере 1. Номинальный расход, см3/сек: газа - 300; воздуха на получение синтез-газа - 1100; воздуха на окисление синтез-газа - 1900; воды на нагрев - 38. Давление: газовоздушной смеси на входе в котел - 700 Па; воды в отопительной системе - 1,8 кг/см2.Natural gas of the same composition as Example 1 is fed to a boiler with catalytic heat exchange panels. Nominal flow rate, cm 3 / s: gas - 300; air for synthesis gas - 1100; air for the synthesis gas oxidation - 1900; water for heating - 38. Pressure: gas-air mixture at the inlet to the boiler - 700 Pa; water in the heating system - 1.8 kg / cm 2 .
В результате работы котла получают:As a result of the operation of the boiler receive:
- температура, °С:- temperature, ° С:
- содержание в отходящих газах, ppm- content in exhaust gases, ppm
- эффективность преобразования энергии 94%- energy conversion efficiency of 94%
Пример 3.Example 3
На котел с каталитическими теплообменными панелями подают природный газ того же состава, что и примере 1. Номинальный расход, см3/сек: газа - 600; воздуха на получение синтез-газа - 2400; воздуха на окисление синтез-газа - 3800; воды на нагрев - 80. Давление: газовоздушной смеси на входе в котел - 1200 Па; воды в отопительной системе - 1,8 кг/см2.Natural gas of the same composition as Example 1 is fed to a boiler with catalytic heat-exchange panels. Nominal flow rate, cm 3 / s: gas - 600; air for synthesis gas - 2400; air for the synthesis gas oxidation - 3800; water for heating - 80. Pressure: gas-air mixture at the inlet to the boiler - 1200 Pa; water in the heating system - 1.8 kg / cm 2 .
В результате работы котла получают:As a result of the operation of the boiler receive:
- температура, °С:- temperature, ° С:
- содержание в отходящих газах, ppm- content in exhaust gases, ppm
- эффективность преобразования энергии 98%- energy conversion efficiency 98%
Предлагаемое изобретение позволяет создать водогрейный котел мощностью 5-25 кВт. Водогрейный котел, использующий для получения тепла принцип двухстадийного каталитического окисления природного газа, а также других углеводородных газов, обеспечивает экологически чистое окисление углеводородных газов так, что содержание СО в отходящих газах соответствует концентрации не более 6 ppm, метана - не более 2 ppm при отсутствии оксидов азота. Изобретение может быть использовано для автономного водяного отопления и круглогодичного горячего водоснабжения бытовых и производственных помещений.The present invention allows to create a hot water boiler with a capacity of 5-25 kW. A water boiler using the principle of two-stage catalytic oxidation of natural gas and other hydrocarbon gases to produce heat ensures environmentally friendly oxidation of hydrocarbon gases so that the CO content in the exhaust gases corresponds to a concentration of not more than 6 ppm, methane - not more than 2 ppm in the absence of oxides nitrogen. The invention can be used for autonomous water heating and year-round hot water supply for domestic and industrial premises.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004124410/06A RU2269725C1 (en) | 2004-08-10 | 2004-08-10 | Catalytic hot-water boiler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004124410/06A RU2269725C1 (en) | 2004-08-10 | 2004-08-10 | Catalytic hot-water boiler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2269725C1 true RU2269725C1 (en) | 2006-02-10 |
Family
ID=36050018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004124410/06A RU2269725C1 (en) | 2004-08-10 | 2004-08-10 | Catalytic hot-water boiler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2269725C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455068C2 (en) * | 2010-08-30 | 2012-07-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Catalyst, preparation method thereof and method of producing synthetic gas from synthetic hydrocarbon fuel |
| RU2506495C1 (en) * | 2012-11-22 | 2014-02-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method |
| RU2739736C2 (en) * | 2017-10-19 | 2020-12-28 | Андрей Владиславович Курочкин | Flameless hydrocarbon gas heater |
-
2004
- 2004-08-10 RU RU2004124410/06A patent/RU2269725C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455068C2 (en) * | 2010-08-30 | 2012-07-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Catalyst, preparation method thereof and method of producing synthetic gas from synthetic hydrocarbon fuel |
| RU2506495C1 (en) * | 2012-11-22 | 2014-02-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method |
| RU2739736C2 (en) * | 2017-10-19 | 2020-12-28 | Андрей Владиславович Курочкин | Flameless hydrocarbon gas heater |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100380084C (en) | Fuel conversion reactor | |
| KR100677016B1 (en) | Cylindrical steam reforming unit | |
| US7182921B2 (en) | Cylindrical steam reforming unit | |
| CN101462694B (en) | Miniaturized methanol self-heating reforming hydrogen making integrated apparatus and hydrogen production method | |
| US7670395B2 (en) | Compact reforming reactor | |
| KR20080019651A (en) | Compact reforming reactor | |
| US8133445B2 (en) | Reaction chamber promoting heat exchange between the reagents and the gases that are produced | |
| US6899861B2 (en) | Heat exchanger mechanization to transfer reformate energy to steam and air | |
| WO1998026214A1 (en) | Process and apparatus for gas phase exothermic reactions | |
| JP2004059415A (en) | Fuel reformer and fuel cell power generation system | |
| JP2004535350A (en) | Optimization of heat transfer in multi-stage shell reformer | |
| RU2269725C1 (en) | Catalytic hot-water boiler | |
| CN207708834U (en) | Normal butane method produces the exhaust treatment system of cis-butenedioic anhydride | |
| JP2002080203A (en) | Reformer | |
| KR20060111068A (en) | Steam reformer equipped with metal monolithic catalysts | |
| JP2006327904A (en) | Hydrogen manufacturing apparatus and fuel cell system provided with the hydrogen manufacturing apparatus | |
| RU2209378C2 (en) | Water heating boiler and its operation method | |
| US20070033873A1 (en) | Hydrogen gas generator | |
| CN212133387U (en) | Methanol flameless heating equipment | |
| CN112151831B (en) | Reformer and fuel cell power generation system thereof | |
| WO2006120450A1 (en) | Fuel processing system | |
| CN209876957U (en) | Small-sized integrated volatile organic compound catalytic oxidation burner | |
| RU2062402C1 (en) | Catalytic heating member | |
| RU2001126252A (en) | Hot water boiler and how it works | |
| JPH0335241B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120811 |