RU2554965C2 - Exhaust air thermal treatment unit - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to exhaust gas treatment. Proposed unit comprises combustion chamber and heat exchanger to transfer heat generated by purified gas generated in combustion chamber to green gas fed thereto. Note here that said heat exchanger allows internal fluid to flow through internal heat exchanger chamber and external heat exchanger chamber for control over purified gas outlet temperature. Note here that said unit comprises bypass device with separator. Said device separates said bypass flow from the external residual fluid flow. Mixer is used to add fluid bypass flow to residual fluid flow after the latter flows through the section of said external heat exchanger chamber.

EFFECT: controlled outlet purified gas temperature.

14 cl, 15 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к установке термической очистки отходящего воздуха, которая включает в себя камеру сгорания и теплообменник для передачи тепла от вырабатываемого в камере сгорания очищенного газа к подаваемому в камеру сгорания неочищенному газу, причем теплообменник включает в себя выполненную с возможностью протекания текучей средой внутреннюю теплообменную камеру и выполненную с возможностью протекания текучей средой внешнюю теплообменную камеру.The present invention relates to a thermal exhaust gas purification system, which includes a combustion chamber and a heat exchanger for transferring heat from the purified gas generated in the combustion chamber to the raw gas supplied to the combustion chamber, the heat exchanger comprising an internal heat exchange chamber capable of flowing fluid and an external heat exchange chamber configured to flow fluid.

Выходящий из подобной установки термической очистки отходящего воздуха очищенный газ зачастую используется в других термодинамических процессах, поэтому выходная температура очищенного газа на выходе из установки термической очистки отходящего воздуха должна регулироваться.The purified gas emerging from such an exhaust air heat treatment unit is often used in other thermodynamic processes, therefore, the outlet temperature of the purified gas at the outlet of the exhaust air heat treatment unit must be controlled.

Для регулировки выходной температуры очищенного газа согласно уровню техники применяется внутренняя байпасная заслонка горячего газа. Путем открывания или частичного открывания этой заслонки достигается то, что очень горячий очищенный газ, непосредственно из камеры сгорания, направляется мимо внутреннего теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ" установки термической очистки отходящего газа и непосредственно подмешивается в выходящий из выхода для очищенного газа теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ" очищенный газ. Смешанный поток из горячего очищенного газа, который происходит непосредственно из камеры сгорания, и охлажденного в теплообменнике "очищенный газ-неочищенный газ" очищенного газа принимает смешанную температуру, которая соответствует желаемой выходной температуре очищенного газа.To adjust the outlet temperature of the purified gas according to the prior art, an internal bypass hot gas damper is used. By opening or partially opening this damper, it is achieved that a very hot purified gas, directly from the combustion chamber, is directed past the internal "clean gas-raw gas" heat exchanger of the exhaust gas thermal treatment unit and is directly mixed into the "clean gas exiting the clean gas exchanger outlet" raw gas "purified gas. The mixed stream of hot purified gas, which comes directly from the combustion chamber, and the purified gas cooled in the “purified gas-raw gas” heat exchanger, receives a mixed temperature that corresponds to the desired outlet temperature of the purified gas.

Однако подобная байпасная заслонка горячего газа в установках термической очистки отходящего воздуха при компактной конструкции, конструктивно обусловлено, расположена в конце камеры сгорания и в начале реакционной камеры, которая при закрытой байпасной заслонке протекается отработанным воздухом из камеры сгорания.However, such a bypass hot gas damper in the exhaust air heat treatment units with a compact design is structurally determined to be located at the end of the combustion chamber and at the beginning of the reaction chamber, which, when the bypass damper is closed, flows exhaust air from the combustion chamber.

По этой причине продолжительность обработки подлежащего очистке отходящего воздуха до достижения им требуемой для полного преобразования содержащихся в нем вредных веществ температуры реакции увеличивается.For this reason, the duration of the treatment of the exhaust air to be cleaned until it reaches the reaction temperature required for the complete conversion of the harmful substances contained therein increases.

Для обеспечения возможности полного завершения всех реакций превращения требуется, чтобы выдерживалось достаточная продолжительность обработки, которая определена для каждой установки термической очистки отходящего воздуха и обычно составляет от 0,8 до 1,2 секунды. Для этого в качестве продолжительности обработки рассчитывается продолжительность пребывания молекулы газа в так называемом реакционном пространстве, которое состоит из камеры сгорания и окружающей камеру сгорания реакционной камеры. Продолжительность обработки начинается с момента входа неочищенного газа через горелку в камеру сгорания и заканчивается выходом очищенного газа в теплообменник "очищенный газ-неочищенный газ", в котором очищенный газ охлаждается посредством переноса тепла в неочищенный газ.To ensure the complete completion of all conversion reactions, it is necessary that a sufficient processing time is maintained, which is defined for each installation for thermal treatment of exhaust air and usually ranges from 0.8 to 1.2 seconds. For this, the duration of the gas molecule’s residence in the so-called reaction space, which consists of a combustion chamber and a reaction chamber surrounding the combustion chamber, is calculated as the duration of the treatment. The processing time starts from the moment the crude gas enters through the burner into the combustion chamber and ends with the release of the purified gas into the "purified gas-crude gas" heat exchanger, in which the purified gas is cooled by transferring heat to the raw gas.

Если посредством байпасной заслонки горячего газа отбирается парциальный поток отходящего воздуха, то этот парциальный поток более не течет через реакционную камеру, а уже после камеры сгорания выходит из реакционной камеры. Из-за этого продолжительность обработки данного парциального потока отходящего воздуха сокращается, и в данном парциальном потоке не могут завершиться все реакции превращения, которые необходимы для полного уничтожения вредных веществ.If a partial stream of exhaust air is taken out by means of a hot gas bypass damper, then this partial stream no longer flows through the reaction chamber, but leaves the reaction chamber after the combustion chamber. Because of this, the processing time of a given partial stream of exhaust air is reduced, and in this partial stream all conversion reactions that are necessary for the complete destruction of harmful substances cannot be completed.

За счет этого ухудшается качество отдаваемого установкой термической очистки отходящего воздуха очищенного газа.Due to this, the quality of the purified gas given off by the thermal cleaning unit of the exhaust air is deteriorating.

Известное решение данной проблемы состоит в том, чтобы установить в реакционную камеру дополнительную обводную камеру, которая, по меньшей мере, частично компенсирует сокращение продолжительности обработки отобранного байпасной заслонкой горячего газа парциального потока отходящего воздуха. Однако недостаток подобной обводной камеры заключается в том, что конструктивно обусловлено она уменьшает продолжительность обработки не отобранного байпасной заслонкой горячего газа парциального потока. Для компенсации этого уменьшения продолжительности обработки установка термической очистки отходящего воздуха должна быть выполнена длиннее и больше по объему, что увеличивает занимаемую установкой термической очистки отходящего воздуха площадь.A known solution to this problem is to install an additional bypass chamber in the reaction chamber, which at least partially compensates for the reduction in the processing time of the partial exhaust air stream selected by the bypass damper of the hot gas. However, the disadvantage of such a bypass chamber is that, structurally, it reduces the processing time of the partial stream not selected by the bypass damper of the hot gas. To compensate for this reduction in processing time, the installation of thermal treatment of the exhaust air should be made longer and larger in volume, which increases the area occupied by the installation of thermal treatment of the exhaust air.

Задачей предлагаемого изобретения является создание установки термической очистки отходящего воздуха названного вначале типа, которая обеспечивает регулировку выходной температуры очищенного газа без снижения качества очищенного газа.The objective of the invention is the creation of a thermal treatment unit for the exhaust air of the initially named type, which provides adjustment of the outlet temperature of the purified gas without compromising the quality of the purified gas.

Согласно изобретению данная задача в отношении установки термической очистки отходящего воздуха с признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения решена посредством того, что установка термической очистки отходящего воздуха включает в себя байпасное устройство с отделительным устройством, посредством которого часть внешнего потока текучей среды в виде байпасного потока текучей среды является отделяемой от внешнего остаточного потока текучей среды, и с подмешивающим устройством, посредством которого байпасный поток текучей среды является обратно подмешиваемым в остаточный поток текучей среды после того, как остаточный поток текучей среды прошел участок внешней теплообменной камеры.According to the invention, this problem with respect to an exhaust air heat treatment unit with the features of the restrictive part of claim 1 is solved by the fact that the exhaust air heat treatment unit includes a bypass device with a separation device, by which part of the external fluid stream is in the form of a bypass stream the fluid is separable from the external residual fluid flow, and with a mixing device by which the bypass fluid flow th medium is back mixed into the residual fluid stream after the residual fluid stream has passed the portion of the external heat exchange chamber.

В основе изобретения лежит идея регулировать выходную температуру очищенного газа установки термической очистки отходящего воздуха посредством того, что часть внешнего потока текучей среды обходить участок теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ" установки термической очистки отходящего воздуха, благодаря чему эффективность теплообменника имеет возможность контролируемого уменьшения.The basis of the invention is the idea of adjusting the outlet temperature of the purified gas of the exhaust air heat treatment unit by bypassing a portion of the external fluid stream to bypass the portion of the purified gas-crude gas heat exchanger of the exhaust air heat treatment unit, so that the efficiency of the heat exchanger has the possibility of controlled reduction.

При этом внешний поток текучей среды может представлять собой подводимый к теплообменнику неочищенный газ или подводимый к теплообменнику очищенный газ.In this case, the external fluid flow may be raw gas supplied to the heat exchanger or purified gas supplied to the heat exchanger.

В отличие от применения байпасной заслонки горячего газа, продолжительность обработки отходящего воздуха для вывода его на температуру реакции в реакционной камере посредством разделения внешнего потока текучей среды ни в коей мере не сокращается.In contrast to the use of a hot gas bypass damper, the duration of the exhaust air treatment to bring it to the reaction temperature in the reaction chamber by dividing the external fluid flow is not reduced in any way.

Выходная температура Тд очищенного газа соответствующего изобретению теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ" является легко регулируемой за счет того, что доля байпасного потока текучей среды во всем внешнем потоке текучей среды варьируется.The outlet temperature TD of the purified gas of the purified gas-crude gas heat exchanger according to the invention is easily adjustable due to the fact that the proportion of the bypass fluid flow in the entire external fluid flow varies.

Чем выше доля байпасного потока текучей среды во всем внешнем потоке текучей среды, тем меньше эффективность теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ", и тем выше становится выходная температура очищенного газа на.выходе очищенного газа установки термической очистки отходящего воздуха.The higher the fraction of the bypass fluid flow in the entire external fluid flow, the lower the efficiency of the purified gas-crude gas heat exchanger, and the higher the outlet temperature of the purified gas at the outlet of the purified gas of the exhaust air heat treatment unit.

В предпочтительном выполнении изобретения предусмотрено, что подмешивающее устройство, посредством которого байпасный поток текучей среды является обратно подмешиваемым в остаточный поток текучей среды, включает в себя по меньшей мере одно место подмешивания, которое простирается, по меньшей мере, по половине контура пути потока остаточного потока текучей среды. Таким способом достигается максимально гомогенное подмешивание холодного байпасного потока текучей среды в уже прошедший участок внешней теплообменной камеры подогретый остаточный поток текучей среды.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a mixing device by which the bypass fluid stream is back-mixed into the residual fluid stream includes at least one mixing point that extends at least halfway along the path of the residual fluid stream Wednesday. In this way, the most homogeneous mixing of the cold bypass fluid stream into the already passed portion of the external heat exchanger chamber is achieved by heating the residual fluid stream.

Особо благоприятно, если подмешивающее устройство включает в себя по меньшей мере одно место подмешивания, которое простирается, по меньшей мере на две трети, прежде всего по меньшей мере на 90%, контура остаточного потока текучей среды.It is particularly advantageous if the mixing device includes at least one mixing point, which extends at least two thirds, especially at least 90%, of the residual fluid flow path.

Особо благоприятно, если место подмешивания простирается по существу по всему контуру остаточного потока текучей среды.It is particularly advantageous if the mixing point extends substantially along the entire contour of the residual fluid flow.

В предпочтительном выполнении изобретения предусмотрено, что подмешивающее устройство кольцеобразно простирается вокруг пути потока остаточного потока текучей среды.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the mixing device extends annularly around the flow path of the residual fluid stream.

За счет подмешивания неподогретого байпасного потока текучей среды по всему контуру остаточного потока текучей среды или же по существенной части данного контура достигается очень хорошее смешивание обоих парциальных потоков.By mixing the unheated bypass fluid flow over the entire circuit of the residual fluid flow or over a substantial part of this circuit, very good mixing of both partial streams is achieved.

За счет этого исключаются недостатки, возникающие при только локальном подмешивании через трубопровод, а именно, термические неравновесия и вызванные этим термические напряжения в области обечайки установки, которые отрицательно воздействуют на срок службы установки очистки отходящего воздуха.This eliminates the disadvantages that arise when only local mixing through the pipeline, namely, thermal imbalances and the resulting thermal stresses in the shell region of the installation, which adversely affect the service life of the exhaust air treatment plant.

За чет подмешивания байпасного потока текучей среды в остаточный поток текучей среды по существенной части контура остаточного потока текучей среды гомогенное смешивание обоих парциальных потоков устанавливается также-и в том случае, если оба парциальных потока из-за различных температур имеют существенно различающиеся вязкости.By mixing the bypass fluid stream into the residual fluid stream over a substantial part of the residual fluid stream circuit, homogeneous mixing of both partial streams is also established if both partial streams have significantly different viscosities due to different temperatures.

За счет высокой гомогенности смешанного из байпасного потока текучей среды и остаточного потока текучей среды общего потока текучей среды улучшаются термодинамические свойства установки очистки отходящего газа.Due to the high homogeneity of the mixed from the bypass fluid stream and the residual fluid stream of the total fluid stream, the thermodynamic properties of the exhaust gas purification plant are improved.

Альтернативно или дополнительно, к месту подмешивания, которое простирается, по меньшей мере, по половине контура остаточного потока текучей среды, подмешивающее устройство также может включать в себя несколько мест подмешивания, причем данные места подмешивания распределены по области подмешивания, которая простирается, по меньшей мере, по половине контура остаточного потока текучей среды.Alternatively or additionally, to a mixing point, which extends over at least half the contour of the residual fluid flow, the mixing device may also include several mixing points, and these mixing points are distributed over the mixing region, which extends at least halfway through the residual fluid flow.

Особо благоприятно, если область подмешивания простирается, по меньшей мере на две трети, предпочтительно по меньшей мере на 90%, контура остаточного потока текучей среды.It is particularly advantageous if the mixing region extends at least two thirds, preferably at least 90%, of the contour of the residual fluid flow.

В предпочтительном выполнении установки очистки отходящего воздуха область подмешивания простирается по существу по всему контуру остаточного потока текучей среды.In a preferred embodiment of the exhaust air purification unit, the mixing region extends substantially along the entire circuit of the residual fluid stream.

Смешивание байпасного потока текучей среды с остаточным потоком текучей среды предпочтительно происходит, по меньшей мере, частично, прежде всего, преимущественно в смесительной камере, которая не содержит теплообменной трубы теплообменника. За счет этого предотвращается то, что холодный байпасный поток текучей среды непосредственно воздействует на трубу теплообменника, что могло бы привести к слишком высоким термическим напряжениям.The mixing of the bypass fluid stream with the residual fluid stream preferably occurs at least in part, primarily in a mixing chamber that does not contain a heat exchanger heat exchanger tube. This prevents the fact that the cold bypass fluid flow directly affects the heat exchanger tube, which could lead to too high thermal stresses.

Прежде всего, смесительная камера может быть расположена радиально вне пакета теплообменных трубок теплообменника.First of all, the mixing chamber can be located radially outside the package of heat exchanger tubes of the heat exchanger.

Байпасное устройство может включать в себя байпасный канал, который кольцеобразно охватывает путь потока остаточного потока текучей среды.The bypass device may include a bypass channel that spans the flow path of the residual fluid stream.

За счет этого байпасного канала байпасный поток текучей среды из отделительного устройства попадает в подмешивающее устройство.Due to this bypass channel, the bypass fluid stream from the separation device enters the mixing device.

Предпочтительно, байпасный канал простирается по части длины теплообменника, предпочтительно по меньшей мере по трети длины теплообменника, прежде всего по меньшей мере по половине длины теплообменника.Preferably, the bypass channel extends over part of the length of the heat exchanger, preferably at least a third of the length of the heat exchanger, especially at least half the length of the heat exchanger.

Для достижения максимально возможной равномерности распределения байпасного потока текучей среды по всей площади поперечного сечения байпасного канала, байпасное устройство предпочтительно включает в себя по меньшей мере один дроссельный элемент в пути потока байпасного потока текучей среды.In order to achieve the greatest possible uniformity in the distribution of the bypass fluid stream over the entire cross-sectional area of the bypass channel, the bypass device preferably includes at least one throttle element in the bypass flow path of the fluid.

Прежде всего, подобный дроссельный элемент может быть выполнен в виде потокового барьера с проходными отверстиями.First of all, such a throttle element can be made in the form of a flow barrier with passage holes.

Прежде всего, байпасный канал может быть выполнен по существу в форме полого цилиндра.First of all, the bypass channel can be made essentially in the form of a hollow cylinder.

Особо хорошее распределение байпасного потока текучей среды по поперечному сечению байпасного канала достигается, если вся площадь прохода проходных отверстий в потоковом барьере составляет 150% или меньше, прежде всего 125% или меньше, площади поперечного сечения входа байпасного устройства.A particularly good distribution of the bypass fluid flow over the cross section of the bypass channel is achieved if the entire passage area of the passage openings in the flow barrier is 150% or less, especially 125% or less, of the cross sectional area of the bypass device inlet.

Для того чтобы слишком сильно не увеличивать сопротивление потоку дроссельного элемента, также благоприятно, если общая площадь прохода в потоковом барьере составляет 50% или более, прежде всего 75% или более, площади поперечного сечения входа байпасного устройства.In order not to increase the flow resistance of the throttle element too much, it is also favorable if the total passage area in the flow barrier is 50% or more, especially 75% or more, of the cross-sectional area of the bypass device inlet.

В предпочтительном выполнении изобретения предусмотрено, что подмешивающее устройство расположено выше по потоку от выхода внешней текущей среды из внешней теплообменной камеры. За счет этого подмешивание байпасного потока текучей среды в остаточный поток текучей среды происходит еще внутри теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ", благодаря чему достигается, что оба парциальных потока хорошо смешаны друг с другом, прежде чем внешний поток текучей среды выйдет из теплообменника (а именно, в камеру сгорания, если в качестве внешней текучей среды используется неочищенный газ, или в линию очищенного газа, если в качестве внешней текучей среды используется очищенный газ).In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the mixing device is located upstream from the outlet of the external flowing medium from the external heat exchange chamber. Due to this, the bypass fluid flow is mixed into the residual fluid flow even inside the “purified gas-crude gas” heat exchanger, due to which it is achieved that both partial flows are well mixed with each other before the external fluid flow leaves the heat exchanger (and namely, to the combustion chamber, if crude gas is used as the external fluid, or to the purified gas line, if the purified gas is used as the external fluid).

Для обеспечения возможности простым образом управлять или регулировать выходную температуру очищенного газа установки термической очистки отходящего воздуха благоприятно, если отделительное устройство включает в себя байпасную заслонку для управления поступлением байпасного потока текучей среды в байпасное устройство и заслонку теплообменника для управления поступлением остаточного потока текучей среды в теплообменник.In order to be able to easily control or regulate the outlet temperature of the purified gas of the exhaust air heat treatment unit, it is advantageous if the separation device includes a bypass damper for controlling the bypass fluid flow to the bypass device and a heat exchanger damper for controlling the residual fluid flow to the heat exchanger.

При этом, предпочтительно, байпасная заслонка и заслонка теплообменника связаны друг с другом механически и/или в системе автоматического управления (то есть, путем скоординированного управления посредством устройства управления установкой термической очистки отходящего воздуха). Эта связь достигается, например, путем адаптивной кинематики заслонок.In this case, preferably, the bypass damper and the heat exchanger damper are mechanically coupled to each other and / or in the automatic control system (that is, by coordinated control by means of a control device for the thermal exhaust air cleaning unit). This connection is achieved, for example, by adaptive kinematics of the valves.

Предпочтительно, связь обеих заслонок осуществляется за счет того, что движение открывания байпасной заслонки, посредством которого увеличивается поперечное сечение входа байпасного устройства, происходит одновременно с движением закрывания заслонки теплообменника, за счет которого уменьшается поперечное сечение входа в теплообменник.Preferably, the connection of both shutters is due to the fact that the opening movement of the bypass damper, by means of which the cross section of the bypass device inlet is increased, occurs simultaneously with the closing movement of the shutter of the heat exchanger, due to which the cross section of the inlet to the heat exchanger decreases.

За счет связи байпасной заслонки и заслонки теплообменника разделение всего внешнего потока текучей среды на байпасный поток текучей среды и остаточный поток текучей среды, предпочтительно, происходит по существу бесступенчато, благодаря чему эффективность теплообменника и, тем самым, выходная температура очищенного газа является регулируемой простым образом.Due to the connection of the bypass damper and the heat exchanger damper, the separation of the entire external fluid stream into the bypass fluid stream and the residual fluid stream preferably proceeds substantially stepless, so that the efficiency of the heat exchanger and, therefore, the outlet temperature of the purified gas is easily controlled.

Предпочтительно, отделительное, устройство расположено выше по потоку от входа остаточного потока текучей среды во внешнюю теплообменную камеру. За счет этого внешний поток текучей среды разделяется на байпасный поток текучей среды и остаточный поток текучей среды до того, как остаточный поток текучей среды поступит в теплообменник и будет нагрет или охлажден в нем. В особо предпочтительном выполнении установки термической очистки отходящего воздуха предусмотрено, что внешняя теплообменная камера выполнена с возможностью протекания подаваемого из камеры сгорания неочищенного газа. В этом случае в качестве внешней текучей среды используется неочищенный газ.Preferably, the separation device is located upstream of the inlet of the residual fluid stream into the external heat exchange chamber. Due to this, the external fluid stream is separated into a bypass fluid stream and a residual fluid stream before the residual fluid stream enters the heat exchanger and is heated or cooled therein. In a particularly preferred embodiment of the exhaust air heat treatment unit, it is provided that the external heat exchange chamber is adapted to allow the passage of the raw gas supplied from the combustion chamber. In this case, crude gas is used as the external fluid.

Альтернативно этому, также может быть предусмотрено, что внешняя теплообменная камера выполнена с возможностью протекания выработанного в камере сгорания очищенного газа. В этом случае в качестве внешней текучей среды используется очищенный газ.Alternatively, it can also be provided that the external heat exchange chamber is configured to allow the purified gas generated in the combustion chamber to flow. In this case, purified gas is used as the external fluid.

Также, предлагаемое изобретение касается способа очистки содержащего способные к окислению составные части потока неочищенного газа посредством установки термической очистки отходящего воздуха, который включает в себя следующие шаги способа:Also, the present invention relates to a purification method containing oxidizable constituents of a crude gas stream by means of a thermal purification of exhaust air, which includes the following steps of the method:

подача потока неочищенного газа в камеру сгорания; выработка потока очищенного газа путем, по меньшей мере, частичного окисления способных к окислению составных частей потока неочищенного газа в камере сгорания;supplying a crude gas stream to the combustion chamber; generating a purified gas stream by at least partially oxidizing the oxidizable components of the crude gas stream in a combustion chamber;

перенос тепла из потока очищенного газа в поток неочищенного газа посредством теплообменника, причем теплообменник включает в себя протекаемую текучей средой внутреннюю теплообменную камеру и протекаемую текучей средой внешнюю теплообменную камеру.heat transfer from the purified gas stream to the raw gas stream by means of a heat exchanger, the heat exchanger including an internal heat exchange chamber flowing by a fluid and an external heat exchange chamber flowing by a fluid.

Другой задачей предлагаемого изобретения является создание способа названного в начале типа, который обеспечивает регулировку выходной температуры очищенного газа без снижения качества очищенного газа.Another objective of the invention is the creation of a method named at the beginning of the type, which provides adjustment of the outlet temperature of the purified gas without compromising the quality of the purified gas.

Согласно изобретению данная задача решена посредством способа с признаками ограничительной части п.15 формулы изобретения, который включает в себя следующие другие шаги способа:According to the invention, this problem is solved by a method with the features of the restrictive part of paragraph 15 of the claims, which includes the following other steps of the method:

отделение части внешнего потока текучей среды в качестве байпасного потока текучей среды от внешнего остаточного потока текучей среды посредством отделительного устройства; иseparating part of the external fluid stream as a bypass fluid stream from the external residual fluid stream by means of a separation device; and

подмешивание байпасного потока текучей среды в остаточный поток текучей среды посредством подмешивающего устройства, после того как остаточный поток текучей среды прошел участок внешней теплообменной камеры.mixing the bypass fluid flow into the residual fluid flow by means of a mixing device after the residual fluid flow has passed the portion of the external heat exchange chamber.

Предпочтительно, установка термической очистки отходящего воздуха согласно изобретению выполнена в виде рекуперативной установки очистки отходящего газа с рекуперативным теплообменником "очищенный газ-неочищенный газ".Preferably, the thermal exhaust gas purification unit according to the invention is made in the form of a recuperative exhaust gas purification unit with a “purified gas-raw gas” recuperative heat exchanger.

Поскольку в используемом в соответствующей изобретению установке термической очистки отходящего воздуха выполненном с возможностью регулировки теплообменнике при использовании байпасного устройства выходная температура очищенного газа при необходимости может быть увеличена, имеет смысл рассчитывать рабочую точку установки термической очистки отходящего воздуха не на заданную выходную температуру очищенного газа, а на несколько пониженную температуру, предпочтительно, на уменьшенную по меньшей мере на 10°C температуру, прежде всего на уменьшенную примерно на 20°C температуру.Since the outlet temperature of the purified gas used in the exhaust gas thermal treatment unit used for adjusting the heat exchanger with the use of a bypass device can be increased, if necessary, it makes sense to calculate the operating point of the exhaust air thermal treatment installation not on a predetermined outlet temperature of the purified gas, but on slightly lower temperature, preferably a temperature reduced by at least 10 ° C, first all of the reduced approximately 20 ° C temperature.

Во время эксплуатации установки термической очистки отходящего воздуха путем регулирования теплообменника посредством байпасной заслонки и заслонки теплообменника можно регулировать фактическую требуемую выходную температуру Т_A очищенного газа.During operation of the exhaust air heat treatment unit by regulating the heat exchanger by the bypass damper and the heat exchanger damper, the actual desired outlet temperature T _{A of the} purified gas can be controlled.

В фазах уменьшенной теплоотдачи посредством включенного за установкой термической очистки отходящего воздуха теплообменника, например в производственных перерывах, можно устанавливать рабочую точку на минимально возможную выходную температуру очищенного газа для экономии энергии.In the phases of reduced heat transfer, by means of a heat exchanger switched on after the thermal cleaning of the exhaust air, for example during production interruptions, it is possible to set the operating point to the lowest possible outlet temperature of the purified gas to save energy.

Во всех регулирующих настройках теплообменника сохраняется полная продолжительность обработки отходящего воздуха в реакционной камере.In all control settings of the heat exchanger, the full duration of the treatment of the exhaust air in the reaction chamber is maintained.

В установке термической очистки отходящего воздуха согласно изобретению выходная температура очищенного газа является регулируемой без применения байпасной заслонки горячего газа.In a thermal exhaust gas purification system according to the invention, the outlet temperature of the purified gas is adjustable without the use of a hot gas bypass damper.

Поэтому подобная байпасная заслонка горячего газа, посредством которой горячий очищенный газ из камеры сгорания непосредственно попадает в выход для очищенного газа установки термической очистки отходящего воздуха, также может отсутствовать.Therefore, such a bypass hot gas damper, by which the hot purified gas from the combustion chamber directly enters the outlet for the purified gas of the exhaust air heat treatment unit, may also be absent.

Для того чтобы, при необходимости, иметь возможность дальнейшего увеличения выходной температуры очищенного газа установки термической очистки отходящего воздуха, дополнительно к байпасному устройству также может быть предусмотрена установка термической очистки отходящего воздуха согласно изобретению с подобной байпасной заслонкой горячего газа.In order to, if necessary, be able to further increase the outlet temperature of the purified gas of the exhaust air heat treatment unit, in addition to the bypass device, an exhaust air heat treatment unit according to the invention with a similar hot gas bypass damper can also be provided.

Продолжительность обработки подлежащего очистке отходящего воздуха в камере сгорания и следующей за камерой сгорания реакционной камерой или в следующем за камерой сгорания канале очищенного газа независимо от регулирующего положения байпасного устройства остается постоянно неизменным.The processing time of the exhaust air to be cleaned in the combustion chamber and in the reaction chamber following the combustion chamber or in the purified gas channel following the combustion chamber, regardless of the control position of the bypass device, remains constant.

Расход первичной энергии установкой термической очистки отходящего газа в перерывах эксплуатации существенно снижается.The consumption of primary energy by the installation of thermal cleaning of the exhaust gas during the breaks in operation is significantly reduced.

Прежде всего, за счет концентрического расположения байпасного устройства вокруг теплообменника и за счет выравнивания байпасного потока текучей среды через байпасное устройство посредством дроссельного элемента достигается равномерное подмешивание байпасного потока текучей среды в остаточный поток текучей среды в теплообменнике.First of all, due to the concentric arrangement of the bypass device around the heat exchanger and due to the equalization of the bypass fluid flow through the bypass device by means of a throttle element, uniform mixing of the bypass fluid flow into the residual fluid flow in the heat exchanger is achieved.

За счет этого достигается максимально возможная эффективность теплообменника, а также равномерное распределение температуры в установке термической очистки отходящего воздуха, что особенно важно для увеличения срока службы установки термической очистки отходящего воздуха.Due to this, the maximum possible efficiency of the heat exchanger is achieved, as well as a uniform temperature distribution in the exhaust air thermal treatment unit, which is especially important for increasing the service life of the exhaust air thermal treatment unit.

Если внешний поток текучей среды создается неочищенным газом, который разделяется на байпасный поток текучей среды и остаточный поток текучей среды, то эти оба парциальных потока перед входом неочищенного газа в горелку гомогенно смешиваются друг с другом, благодаря чему достигается стабильная производительность очистки установки очистки отходящего воздуха.If the external fluid stream is created by the raw gas, which is separated into a bypass fluid stream and the residual fluid stream, then these two partial streams are homogenously mixed with each other before the raw gas enters the burner, thereby achieving a stable cleaning performance of the exhaust air treatment unit.

Равномерное подмешивание байпасного потока текучей среды по существенной части контура, предпочтительно по всему контуру, остаточного потока текучей среды уменьшает вызванные температурным градиентом термические напряжения до минимальной величины.Evenly mixing the bypass fluid flow over a substantial portion of the circuit, preferably throughout the circuit, the residual fluid flow reduces thermal stresses caused by the temperature gradient to a minimum.

Если установка термической очистки отходящего воздуха рассчитана так, что расчетная температура в рабочей точке установки термической очистки отходящего воздуха ниже, чем заданная выходная температура очищенного газа, то посредством выполненного с возможностью регулирования теплообменника можно отрегулировать фактическую выходную температуру очищенного газа во время работы установки термической очистки отходящего воздуха как на температуру выше заданной выходной температуры, так и на температуру ниже заданной выходной температуры.If the flue gas thermal treatment unit is designed so that the calculated temperature at the operating point of the flue gas thermal treatment unit is lower than the predetermined outlet temperature of the purified gas, then the actual outlet temperature of the purified gas during the operation of the flue gas thermal treatment unit can be adjusted by adjusting the heat exchanger air both at a temperature above a given output temperature, and at a temperature below a given output temperature Ry.

Другие признаки и преимущества изобретения являются предметом нижеследующего описания и чертежного изображения примеров выполнения.Other features and advantages of the invention are the subject of the following description and drawing of exemplary embodiments.

На чертежах показано:The drawings show:

Фиг.1 блок-схема установки термической очистки отходящего воздуха с выполненным с возможностью регулировки теплообменником "очищенный газ-неочищенный газ", в котором байпасный поток текучей среды неочищенного газа перед входом в теплообменник является отделяемым от остаточного потока текучей среды неочищенного газа, и байпасный поток текучей среды является обратно подмешиваемым к остаточному потоку среды перед выходом из теплообменника,FIG. 1 is a block diagram of a flue gas thermal purification apparatus with a “cleaned gas-raw gas” heat exchanger adjustable in which the bypass fluid stream of the raw gas prior to entering the heat exchanger is separable from the residual raw gas fluid stream and the bypass stream the fluid is back-mixed to the residual fluid stream before exiting the heat exchanger,

Фиг.2 схематическое продольное сечение камеры сгорания, окружающего камеру сгорания теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ" и байпасного устройства с отделительным устройством и подмешивающим устройством установки термической очистки отходящего воздуха согласно фиг.1;FIG. 2 is a schematic longitudinal section of a combustion chamber surrounding a combustion chamber of a “clean gas-raw gas” heat exchanger and a bypass device with a separation device and a mixing device for installing an exhaust air heat treatment device according to FIG. 1;

Фиг.3 схематическое продольное сечение второй конструктивной формы камеры сгорания, окружающего камеру сгорания теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ" и байпасного устройства с отделительным устройством и подмешивающим устройством;Figure 3 is a schematic longitudinal section of a second structural form of a combustion chamber surrounding a combustion chamber of a purified gas-raw gas heat exchanger and a bypass device with a separation device and a mixing device;

Фиг.4 увеличенное изображение зоны I на фиг.3;Figure 4 is an enlarged image of zone I in figure 3;

Фиг.5 увеличенное изображение зоны II на фиг.3;Figure 5 is an enlarged image of zone II in Figure 3;

Фиг.6 схематический вид сверху установки термической очистки отходящего воздуха на фиг.3 в области входа неочищенного газа в теплообменник и входа неочищенного газа в байпасное устройство при взгляде в направлении стрелки на фиг.3;Fig.6 is a schematic top view of the installation of thermal cleaning of the exhaust air of Fig.3 in the area of the input of the raw gas into the heat exchanger and the input of the raw gas into the bypass device when viewed in the direction of the arrow in Fig.3;

Фиг.7 схематическое поперечное сечение установки термической очистки отходящего воздуха на фиг.3 вдоль линии 7-7 на фиг.3;Fig.7 is a schematic cross-section of the installation of thermal cleaning of the exhaust air in Fig.3 along the line 7-7 in Fig.3;

Фиг.8 схематическое изображение многослойной секции труб теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ" установки термической очистки отходящего воздуха на фиг.3;Fig. 8 is a schematic illustration of a multilayer pipe section of a "clean gas-raw gas" heat exchanger of the exhaust air heat treatment unit of Fig. 3;

Фиг.9 схематическое поперечное сечение установки термической очистки отходящего воздуха на фиг.3 вдоль линии 9-9 на фиг.3;Fig.9 is a schematic cross section of the installation of thermal cleaning of the exhaust air in figure 3 along the line 9-9 in figure 3;

Фиг.10 схематический вид кольцеобразного дроссельного элемента в байпасном устройстве установки термической очистки отходящего воздуха на фиг.3;Figure 10 is a schematic view of the annular throttle element in the bypass device of the installation of thermal cleaning of the exhaust air in figure 3;

Фиг.11 схематический вид сверху отделительного устройства байпасного устройства установки термической очистки отходящего воздуха на фиг.3;11 is a schematic top view of the separation device of a bypass device for installing an exhaust air thermal treatment in FIG. 3;

Фиг.12 схематический вид спереди отделительного устройства из фиг.12 при взгляде в направлении стрелки 12 на фиг.11;12 is a schematic front view of the separation device of FIG. 12 when viewed in the direction of arrow 12 in FIG. 11;

Фиг.13 схематический вид сверху на приводное устройство отделительного устройства на фиг.11 и 12;FIG. 13 is a schematic top view of the drive unit of the separation device of FIGS. 11 and 12;

Фиг.14 схематический вид сбоку на приводное устройство для отделительного устройства при взгляде в направлении стрелки 14 на фиг.13; иFig. 14 is a schematic side view of a drive device for a separation device when viewed in the direction of arrow 14 in Fig. 13; and

Фиг.15 блок-схема третьей конструктивной формы установки термической очистки отходящего воздуха с выполненным с возможностью регулирования теплообменником "очищенный газ-неочищенный газ", причем байпасный поток текучей среды очищенного газа является отделяемым от остаточного потока текучей среды очищенного газа перед входом очищенного газа в теплообменник "очищенный газ-неочищенный газ" и байпасный поток текучей среды очищенного газа является обратно подмешиваемым в остаточный поток текучей среды очищенного газа перед выходом из теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ".Fig. 15 is a block diagram of a third structural form of an exhaust air heat treatment unit configured to control a "purified gas-crude gas" heat exchanger, wherein the bypass fluid stream of the purified gas is separable from the residual stream of purified gas fluid before the purified gas enters the heat exchanger the "purified gas-crude gas" and the bypass fluid stream of the purified gas is back mixed into the residual stream of the purified gas fluid before leaving exchanger "purified gas crude gas."

Одинаковые или функционально эквивалентные элементы на всех фигурах обозначены одинаковыми ссылочными обозначениями.Identical or functionally equivalent elements in all figures are denoted by the same reference symbols.

Показанная на фиг.1 и 2, обозначенная в целом обозначением 100 установка термической очистки отходящего воздуха включает в себя, как видно из принципиальной схемы на фиг.1, камеру 102 сгорания, на входе в которую расположена горелка 104, в которую через топливную магистраль 106 с топливным клапаном предусмотрена возможность подачи подходящего топлива, например природного газа, и через магистраль 110 охлаждающего воздуха с клапаном 112 охлаждающего воздуха для поджигающего электрода, смотровое стекло и систему контроля горения.Shown in FIGS. 1 and 2, indicated generally by 100, the exhaust air heat treatment unit includes, as can be seen from the circuit diagram in FIG. 1, a combustion chamber 102, at the inlet of which there is a burner 104, into which through the fuel line 106 with the fuel valve, it is possible to supply a suitable fuel, for example natural gas, and through the cooling air line 110 with the cooling air valve 112 for the ignition electrode, a sight glass and a combustion control system.

Подлежащий очистке отходящий воздух является газовой смесью, которая содержит имеющие способность к окислению составные части, например летучие органические соединения.The exhaust air to be cleaned is a gas mixture that contains oxidizable constituents, for example volatile organic compounds.

Способные к окислению составные вещества отходящего воздуха окисляются в камере 102 сгорания совместно с добавленным топливом и, тем самым, становятся безвредными.The oxidizable constituents of the exhaust air are oxidized in the combustion chamber 102 together with the added fuel and thereby become harmless.

Подаваемая в камеру 102 сгорания газовая смесь, которая содержит горючие составные вещества, называется неочищенным газом.The gas mixture supplied to the combustion chamber 102, which contains combustible constituents, is called a raw gas.

Вырабатываемая в камере 102 сгорания посредством окисления способных к окислению составных частей неочищенного газа газовая смесь далее называется очищенным газом.The gas mixture produced in the combustion chamber 102 by oxidizing the oxidizable constituents of the crude gas is hereinafter referred to as purified gas.

Неочищенный газ исходит из схематично показанного на фиг.1 и обозначенного ссылочным обозначением 114 источника неочищенного газа.The crude gas comes from the crude gas source schematically shown in FIG. 1 and denoted by reference 114.

Подаваемый из источника 114 неочищенного газа в установку 100 термической очистки отходящего воздуха объемный поток неочищенного газа предпочтительно составляет по меньшей мере 1000 нм³/ч (1 нм³=1 нормированный кубометр), прежде всего по меньшей мере 10000 нм 1 ч.The volumetric flow rate of the raw gas supplied from the raw gas source 114 to the exhaust air heat treatment unit 100 is preferably at least 1000 nm ³ / h (1 nm ³ = 1 normalized cubic meter), especially at least 10,000 nm 1 h.

Неочищенный газ из источника 114 неочищенного газа подается на вход 116 неочищенного газа установки 100 термической очистки отходящего воздуха через подающую линию 118 неочищенного газа, в которой расположен нагнетатель 120 неочищенного газа, который подает неочищенный газ от источника 114 неочищенного газа к камере 102 сгорания.The raw gas from the raw gas source 114 is supplied to the raw gas inlet 116 of the exhaust air heat treatment unit 100 through the raw gas supply line 118, in which the raw gas blower 120 is located, which delivers the raw gas from the raw gas source 114 to the combustion chamber 102.

Также, подающая линия 118 неочищенного газа может быть снабжена дифференциальным манометром 122, посредством которого предусмотрена возможность определения перепада давлений Др между напорной стороной и всасывающей, стороной нагнетателя 120 неочищенного газа.Also, the raw gas supply line 118 may be provided with a differential pressure gauge 122, by means of which it is possible to determine the pressure difference Dr between the pressure side and the suction side of the raw gas blower 120.

Ниже по потоку от входа 116 неочищенного газа в установку 100 термической очистки отходящего воздуха расположено отделительное устройство 124 байпасного устройства 126, посредством которого часть потока неочищенного газа в качестве байпасного потока текучей среды является отделяемой от остаточного потока текучей среды и подаваемой через байпасное. входное отверстие 128 в байпасный канал 130 байпасного устройства 126. Остаточный поток текучей среды через вход 132 неочищенного газа поступает на вторичную сторону рекуперативного теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", которая с первичной стороны протекается выходящим из камеры сгорания очищенным газом.Downstream of the raw gas inlet 116 to the exhaust air heat treatment unit 100, a bypass separator 124 is arranged, by which a portion of the raw gas stream as a bypass fluid stream is separated from the residual fluid stream and supplied through the bypass. the inlet 128 to the bypass channel 130 of the bypass device 126. The residual fluid flow through the raw gas inlet 132 enters the secondary side of the clean gas-raw gas recuperative heat exchanger 134, which is cleaned from the combustion chamber leaving the combustion chamber.

Теплообменник 134 "очищенный газ-неочищенный газ" включает в себя, как будет еще раз описано ниже, пакет 136 теплообменных трубок из множества теплообменных трубок 138, внутреннее пространство которых образует выполненную с возможностью протекания очищенным газом внутреннюю теплообменную камеру 140, в то время как ограниченная корпусом 142 теплообменника внешняя полость теплообменных трубок 138 образует выполненную с возможностью протекания неочищенным газом внешнюю теплообменную камеру 144.The purified gas-crude gas heat exchanger 134 includes, as will be described once more below, a stack of heat transfer tubes 136 of a plurality of heat transfer tubes 138, the interior of which forms an internal heat exchange chamber 140 capable of flowing with purified gas, while limited with the housing 142 of the heat exchanger, the outer cavity of the heat exchanger tubes 138 forms an external heat exchanger chamber 144 configured to allow raw gas to flow.

Поскольку в такой конструктивной форме установки 100 термической очистки отходящего воздуха неочищенный газ проходит сквозь внешнюю теплообменную камеру 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", то в такой конструктивной форме неочищенный газ служит в качестве внешней текучей среды.Since, in such a structural form of the exhaust air heat treatment unit 100, the crude gas passes through the “clean gas-raw gas” heat exchanger 134 of the heat exchanger 134 of the heat exchanger 134, in such a structural form, the raw gas serves as an external fluid.

Поскольку в такой конструктивной форме установки 100 термической очистки отходящего воздуха очищенный газ проходит сквозь внутреннюю теплообменную камеру 140 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", то в такой конструктивной форме очищенный газ служит в качестве внутренней текучей среды.Since in such a structural form of the exhaust air heat treatment unit 100, the cleaned gas passes through the internal cleaned gas-raw gas heat exchanger 134 of the heat exchanger 134, in such a constructive form, the cleaned gas serves as the internal fluid.

В расположенном между входом 132 неочищенного газа и выходом 146 неочищенного газа теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" расположено подмешивающее устройство 148 байпасного устройства 126, посредством которого байпасный поток текучей среды неочищенного газа является обратно подмешиваемым в остаточный поток текучей среды неочищенного газа, после того как остаточный поток неочищенного газа прошел расположенный между отделительным устройством 124 и подмешивающим устройством 148 участок 150 внешней теплообменной камеры 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".Located between the raw gas inlet 132 and the raw gas outlet 146 of the “clean gas-raw gas” heat exchanger 134, a mixing device 148 of the bypass device 126 is arranged, by which the bypass fluid stream of the raw gas is mixed back into the residual gas stream of the crude gas how the residual stream of raw gas passed located between the separation device 124 and the mixing device 148 section 150 of the external heat exchange chamber 144 heat transfer 134 ika "purified gas crude gas."

Подмешивающее устройство 148 выполнено таким образом, что подмешивание байпасного потока текучей среды в остаточный поток текучей среды происходит по существенной части контура остаточного потока текучей среды, предпочтительно по всему контуру остаточного потока текучей среды, за счет чего очень хорошее смешивание обоих парциальных потоков (байпасный поток текучей среды и остаточный поток текучей среды) в объединенный общий поток неочищенного газа происходит еще внутри теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".The mixing device 148 is designed in such a way that mixing the bypass fluid flow into the residual fluid flow occurs over a substantial part of the residual fluid flow circuit, preferably along the entire residual fluid flow circuit, whereby both the partial flows are very well mixed (bypass fluid flow medium and residual fluid flow) into the combined common crude gas stream takes place even inside the "purified gas-crude gas" heat exchanger 134.

При достижении подмешивающего устройства 148 остаточный поток текучей среды имеет более высокую температуру, чем байпасный поток текучей среды, так как остаточный поток текучей среды на участке 150 внешней теплообменной камеры 144 теплообменника уже был нагрет путем передачи тепла от омывающего внутреннюю теплообменную камеру 140 очищенного газа.Upon reaching the mixing device 148, the residual fluid flow has a higher temperature than the bypass fluid flow, since the residual fluid flow in the portion 150 of the outer heat exchanger chamber 144 of the heat exchanger has already been heated by transferring heat from the cleaned gas washing the inner heat exchanger chamber 140.

Путем равномерного подмешивания посредством подмешивающего устройства 148 достигается то, что из байпасного потока текучей среды и остаточного потока текучей среды неочищенного газа возникает объединенная общая смесь неочищенного газа, которая имеет по существу гомогенное распределение температуры, так что на все ограничительные перегородки находящегося ниже по потоку от подмешивающего устройства 148 и простирающегося до выхода 146 неочищенного газа концевого участка 152 внешней теплообменной камеры 144 воздействует неочищенный газ без большого температурного градиента.By uniformly mixing by means of a mixing device 148, it is achieved that from the bypass fluid stream and the residual crude gas stream, a combined total crude gas mixture is obtained which has a substantially homogeneous temperature distribution so that all restrictive baffles located downstream of the mixing gas device 148 and extends to the outlet 146 of the raw gas of the end portion 152 of the external heat exchange chamber 144 affects the raw gas without Olsha temperature gradient.

На фиг.1 теплообменник 134 "очищенный газ-неочищенный газ" схематично показан таким образом, как если бы внешняя теплообменная камера 144 была вмонтирована во внутреннюю теплообменную камеру 140. Такой тип изображения был выбран лишь потому, что так проще отобразить байпасное устройство 126. Фактически же внутренняя теплообменная камера 140 вмонтирована в ту же самую окружающую внешнюю теплообменную камеру 144.1, a clean gas-raw gas heat exchanger 134 is schematically shown in such a way as if the external heat exchanger chamber 144 was mounted in the internal heat exchanger chamber 140. This type of image was chosen only because it was easier to display the bypass device 126. In fact the same internal heat exchange chamber 140 is mounted in the same surrounding external heat exchange chamber 144.

Выход 146 неочищенного газа теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" соединено с входом 154 неочищенного газа горелки 104, сквозь который неочищенный газ попадает в камеру 102 сгорания.The raw gas outlet 146 of the “clean gas-raw gas” heat exchanger 134 is connected to the raw gas inlet 154 of the burner 104 through which the raw gas enters the combustion chamber 102.

Установка 100 термической очистки отходящего воздуха может быть оснащена дифференциальным манометром 156, посредством которого предусмотрена возможность определения разности давлений Δр между камерой 102 сгорания с одной стороны и выходом 146 неочищенного газа из теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" или входом 154 неочищенного газа в горелку 104, с другой стороны.The exhaust air heat treatment unit 100 can be equipped with a differential pressure gauge 156, by means of which it is possible to determine the pressure difference Δp between the combustion chamber 102 on one side and the raw gas outlet 146 from the clean gas-raw gas heat exchanger 134 or the raw gas inlet 154 to the burner 104, on the other hand.

К выходу 158 очищенного газа камеры 102 сгорания подсоединен вход 160 очищенного газа теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", через который очищенный газ, который вырабатывается в камере 102 сгорания, входит во внутреннюю теплообменную камеру 140 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".A clean gas inlet 160 of a purified gas-crude gas heat exchanger 134 is connected to a purified gas outlet 158 of the combustion chamber 102, through which the purified gas that is produced in the combustion chamber 102 enters the internal cleaned gas-raw gas heat exchanger 134 of the heat exchanger 134 .

К выходу 162 очищенного газа теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" подсоединена линия 164 очищенного газа, которая ведет к (не показанному) вытяжному газоходу, через который очищенный газ отдается в окружающую среду.A purified gas line 164 is connected to the purified gas-exchanger gas exchanger 134 outlet 162 of the purified gas, which leads to a (not shown) exhaust duct through which the purified gas is released to the environment.

При этом линия 164 очищенного газа может быть проведена через один или несколько включенных последовательно теплообменников, которые с первичной стороны омываются очищенным газом.In this case, the purified gas line 164 can be drawn through one or more successively connected heat exchangers, which are washed from the primary side by the purified gas.

Подобные включенные за теплообменником 134 "очищенный газ-неочищенный газ" теплообменники могут использоваться для того, чтобы нагревать текучую среду или вырабатывать из текучей среды пар.The heat exchangers included behind the clean gas-raw gas heat exchanger 134 may be used to heat the fluid or to produce steam from the fluid.

Прежде всего, подобные послевключенные теплообменники могут использоваться для выработки пара, нагрева термального масла, приготовления горячей воды и воды для систем отопления или для нагрева циркуляционного или приточного воздуха.First of all, such post-connected heat exchangers can be used for generating steam, heating thermal oil, preparing hot water and water for heating systems, or for heating circulating or supply air.

Установка 100 термической очистки отходящего воздуха может включать в себя дифференциальный манометр 166, посредством которого предусмотрена возможность определения разности давлений Δр между линией 164 очищенного газа и входом 116 неочищенного газа в установку 100 термической очистки отходящего воздуха.The exhaust air heat treatment unit 100 may include a differential pressure gauge 166, by means of which it is possible to determine the pressure difference Δp between the cleaned gas line 164 and the raw gas inlet 116 to the exhaust air heat treatment unit 100.

От реакционной камеры или от канала 168 очищенного газа, который соединяет вход 160 очищенного газа теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" с выходом 158 очищенного газа камеры 102 сгорания, может ответвляться байпасная линия 170, которая ниже по потоку от выхода 162 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" оканчивается в линии 164 очищенного газа.From the reaction chamber or from the purified gas channel 168, which connects the purified gas inlet 160 of the purified gas-raw gas heat exchanger 134 to the purified gas outlet 158 of the combustion chamber 102, a bypass line 170 can be branched which is downstream of the outlet 162 of the heat exchanger 134 " "purified gas-crude gas" terminates in a purified gas line 164.

Посредством этой байпасной линии 170 на горячей стороне в вытяжной газоотвод или же в послевключенные теплообменники может непосредственно подаваться, по меньшей мере, часть очищенного газа из камеры 102 сгорания с обходом теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", прежде всего в том случае, если теплопотребление одного из послевключенных теплообменников особо высоко.Via this bypass line 170 on the hot side, at least a portion of the purified gas from the combustion chamber 102 can be directly supplied to the exhaust gas exhaust pipe or to the after-connected heat exchangers bypassing the “cleaned gas-raw gas” heat exchanger 134, especially if the heat consumption of one of the post-connected heat exchangers is particularly high.

Байпасный поток через байпасную линию 170 на горячей стороне выполнен с возможностью управления или регулирования посредством расположенной в байпасной линии 170 байпасной заслонки 172.The bypass flow through the bypass line 170 on the hot side is configured to be controlled or controlled by the bypass damper 172 located in the bypass line 170.

Камера 102 сгорания и соединенный с ней теплообменник 134 "очищенный газ-неочищенный газ" установки 100 термической очистки отходящего воздуха с байпасным устройством 126 в деталях показаны на фиг.2.The combustion chamber 102 and the connected “purified gas-raw gas” heat exchanger 134 of the exhaust air heat treatment unit 100 with the bypass device 126 are shown in detail in FIG. 2.

На фиг.2 видно, что камера 102 сгорания выполнена по существу цилиндрической, простирается вдоль средней продольной оси 174 от торцовой стороны 176 со стороны горелки до противолежащей горелке 104 торцовой стороны 178 и ограничена стенкой 180 камеры сгорания в форме полого цилиндра.Figure 2 shows that the combustion chamber 102 is made essentially cylindrical, extends along the middle longitudinal axis 174 from the end side 176 of the burner side to the opposite burner 104 of the end side 178, and is limited by the wall 180 of the combustion chamber in the form of a hollow cylinder.

Камера 104 сгорания в такой конструктивной форме окружена выполненным по существу в форме полого цилиндра теплообменником 134 "очищенный газ-неочищенный газ", который на своей противолежащей камере 104 сгорания радиальной внешней стороне ограничен цилиндрическим внешним корпусом 182 теплообменником и на своей обращенной к камере 102 сгорания радиальной внутренней стороне ограничен также по существу цилиндрическим внутренним корпусом 184 теплообменника.The combustion chamber 104 in such a structural form is surrounded by a “clean gas-raw gas” heat exchanger 134 made in the form of a hollow cylinder, which on its opposite combustion chamber 104 has a radial outer side defined by a cylindrical outer casing 182 and a radial one facing its combustion chamber 102 the inner side is also limited by the substantially cylindrical inner shell 184 of the heat exchanger.

Внешний корпус 182 теплообменника и внутренний корпус 184 теплообменника вместе образуют корпус 142 теплообменника, который ограничивает внешнюю теплообменную камеру 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".The outer heat exchanger housing 182 and the inner heat exchanger housing 184 together form a heat exchanger housing 142 that defines an external cleaned gas-raw gas heat exchanger 144 of the heat exchanger 134.

Внутренний корпус 184 теплообменника посредством опорных колец 186 опирается на стенку 180 камеры сгорания.The inner housing 184 of the heat exchanger by means of support rings 186 is supported on the wall 180 of the combustion chamber.

Посредством промежуточного объема между стенкой 180 камеры сгорания и внутренним корпусом 184 теплообменника образован канал 168 очищенного газа, который соединяет противолежащую горелке торцовую сторону 178 камеры 102 сгорания с расположенным по соседству с торцовой стороной 176 со стороны горелки камеры 102 сгорания входом 160 очищенного газа теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".By means of an intermediate volume between the wall 180 of the combustion chamber and the inner casing 184 of the heat exchanger, a purified gas channel 168 is formed which connects the opposite side of the burner 178 of the combustion chamber 102 to the burner side of the combustion chamber 102 adjacent to the end side 176 of the burner chamber 102 of the cleaned gas inlet of the heat exchanger 134 purified gas - "raw gas".

В промежуточном объеме между внутренним корпусом 184 теплообменника и внешним корпусом 182 теплообменника расположен пакет 136 теплообменных трубок из множества теплообменных трубок 138.In the intermediate volume between the inner housing 184 of the heat exchanger and the outer housing 182 of the heat exchanger is a package 136 of heat transfer tubes from a plurality of heat transfer tubes 138.

Все теплообменные трубки 138 по существу проходят параллельно продольной оси 174 и образуют один или несколько, например, два, цилиндрических теплообменных слоя 188, в которых теплообменные трубки 138 расположены на одинаковом радиальном расстоянии от продольной оси 174 и эквидистантно распределены вдоль контура.All heat transfer tubes 138 essentially extend parallel to the longitudinal axis 174 and form one or more, for example, two, cylindrical heat transfer layers 188, in which the heat transfer tubes 138 are located at the same radial distance from the longitudinal axis 174 and are equidistantly distributed along the contour.

Каждая теплообменная трубка 138 удерживается несколькими, следующими друг за другом в направлении продольной оси 174 и, предпочтительно, по существу эквидистантно расположенными по отношению друг к другу крепежными элементами 190, которые, например, образованы по существу кольцевыми крепежными шайбами 192.Each heat exchanger tube 138 is held by several, successively following in the direction of the longitudinal axis 174 and, preferably, substantially equidistantly disposed with respect to each other fasteners 190, which, for example, are formed by essentially annular fastening washers 192.

Теплообменные трубки 138 пронизывают проходные отверстия в крепежных элементах и своими внешними сторонами непроницаемо для текучей среды прилегают к крепежным элементам 190 так, что по существу никакая текучая среда не может проникнуть в находящиеся за пределами теплообменных трубок 138 области сквозь крепежные элементы 190.The heat exchange tubes 138 penetrate the passage openings in the fasteners and, with their outer sides, are fluid tight against the fasteners 190 so that essentially no fluid can penetrate the areas outside the heat exchanger tubes 138 through the fasteners 190.

На своих обоих концах теплообменные трубки 138 соединены с соответствующим крепежным элементом 190 соединением материалов, например приварены.At both ends, heat transfer tubes 138 are connected to a corresponding fastener 190 by a material joint, for example, welded.

В направлении продольной оси 174 внутренние крепежные элементы 190а с меньшим внутренним радиусом и с меньшим внешним радиусом и внешние крепежные элементы 190b с увеличенным внешним радиусом и с увеличенным внутренним радиусом по сравнению с внутренними крепежными элементами 190а попеременно следуют друг за другом.In the direction of the longitudinal axis 174, the inner fasteners 190a with a smaller inner radius and with a smaller outer radius and the outer fasteners 190b with a larger outer radius and with a larger inner radius compared to the inner fasteners 190a alternately follow each other.

Внутренние крепежные элементы 190а имеют внутренний радиус, который по существу соответствует радиусу внешней стороны стенки контура внутреннего корпуса 184 теплообменника так, что по существу между радиальной внутренней кромкой внутренних крепежных элементов 190а и внутренним корпусом 184 теплообменника не может пройти никакая текучая среда.The inner fasteners 190a have an inner radius that substantially corresponds to the radius of the outer side of the wall wall of the inner heat exchanger body 184 so that essentially no fluid can pass between the radial inner edge of the inner fasteners 190a and the inner heat exchanger body 184.

Внутренние крепежные элементы 190а посредством скользящих башмаков 196 опираются на внутренний корпус 183 теплообменника, но не связаны жестко с внутренним корпусом 183 теплообменника, так что внутренние крепежные элементы 190а могут смещаться для компенсации различных тепловых расширений из-за температурных градиентов или из-за разницы коэффициентов теплового расширения относительно внутреннего корпуса 184 теплообменника в направлении продольной оси 174.The internal fasteners 190a are supported by sliding shoes 196 on the inner heat exchanger body 183 but are not rigidly connected to the internal heat exchanger body 183, so that the internal fasteners 190a can be offset to compensate for various thermal expansions due to temperature gradients or due to differences in thermal coefficients expansion relative to the inner housing 184 of the heat exchanger in the direction of the longitudinal axis 174.

Внешний радиус внутренних крепежных элементов 190а лишь незначительно больше, чем наружный радиус пакета теплообменных трубок 136, так что между наружной кромкой 198 внутренних крепежных элементов 190а, с одной стороны, и внутренней стороной внешнего корпуса 182 теплообменника, с другой стороны, остается проходной зазор 200а, через который может проходить текучая среда.The outer radius of the inner fasteners 190a is only slightly larger than the outer radius of the stack of heat exchanger tubes 136, so that between the outer edge 198 of the inner fasteners 190a, on the one hand, and the inner side of the outer heat exchanger body 182, on the other hand, there is a passage gap 200a. through which fluid can pass.

Внешний радиус внешних крепежных элементов 190b соответствует по существу радиусу внутренней стороны стенки контура внешнего корпуса 182 теплообменника, так что внешние крепежные элементы 190b своей внешней кромкой прилегают к внутренней стороне внешнего корпуса 182 теплообменника, и по существу никакая текучая среда не может проходить между внешними крепежными элементами 190b и внешним корпусом 182 теплообменника.The outer radius of the outer fasteners 190b corresponds essentially to the radius of the inner side of the wall wall of the outer heat exchanger body 182, so that the outer fasteners 190b abut against the inner side of the outer heat exchanger body 182 and essentially no fluid can pass between the outer fasteners 190b and an external heat exchanger housing 182.

Внутренний радиус внешних крепежных элементов 190а лишь незначительно меньше, чем внутренний радиус пакета 136 теплообменных трубок, так что между внутренней кромкой 202 внешних крепежных элементов 190b и внутренним корпусом 184 теплообменника остается проходной зазор 200b, через который может проникать текучая среда.The inner radius of the outer fasteners 190a is only slightly smaller than the inner radius of the stack of heat exchanger tubes 136, so that a clearance 200b is left between the inner edge 202 of the outer fasteners 190b and the heat exchanger inner body 184 through which fluid can penetrate.

За счет этого, внутренние крепежные элементы 190а и внешние крепежные элементы 190b, которые в радиальном направлении продольной оси 174 смещены друг относительно друга, образуют механическое устройство для изменения направления и лабиринтообразное деление внешней теплообменной камеры 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" так, что во внешней теплообменной камере 144 образован извилистый путь для потока текучей среды.Due to this, the internal fasteners 190a and the external fasteners 190b, which are radially offset from each other in the radial direction of the longitudinal axis 174, form a mechanical device for changing direction and labyrinthine division of the external cleaned gas-raw gas heat exchanger 144 of the heat exchanger 134 so that a winding path for fluid flow is formed in the external heat exchange chamber 144.

Эта внешняя теплообменная камера 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" при эксплуатации последнего протекается подлежащим нагреванию неочищенным газом, который в данной конструктивной форме служит в качестве внешней текучей среды.This external heat-exchange chamber 144 of the “clean gas-crude gas” heat exchanger 134, during operation of the latter, flows through the raw gas to be heated, which in this structural form serves as an external fluid.

Поскольку неочищенный газ посредством крепежных элементов 190 принудительно направляется по пути потока, то неочищенный газ протекает теплообменные трубки 138, в которых течет служащий внутренней текучей средой очищенный газ, большей частью перпендикулярно продольному направлению теплообменных трубок 138.Since the raw gas is forcedly directed along the flow path through the fasteners 190, the raw gas flows through the heat exchange tubes 138, into which the purified gas serving as the internal fluid flows, mostly perpendicular to the longitudinal direction of the heat exchange tubes 138.

Поскольку далее среднее направление потока очищенного газа в теплообменных трубках 138 направлено от торцовой стороны 176 на стороне горелки к противолежащей горелке торцовой стороне 178 и среднее направление потока неочищенного газа вдоль пути потока во внешней теплообменной камере направлено по существу встречно-параллельно направлению 204 потока очищенного газа через теплообменные трубки 138, то в такой конструктивной форме теплообменник 134 "очищенный газ-неочищенный газ" работает по существу по принципу перекрестного противотока.Since further the middle direction of the purified gas flow in the heat exchange tubes 138 is directed from the end side 176 on the burner side to the opposite burner, the end side 178 and the middle direction of the raw gas flow along the flow path in the external heat exchange chamber is directed substantially parallel to the direction 204 of the purified gas flow through heat exchanging tubes 138, in such a structural form, the clean gas-raw gas gas heat exchanger 134 operates essentially according to the principle of cross-counterflow.

Вход неочищенного газа в теплообменник 134 "очищенный газ-неочищенный газ" происходит через находящееся на удалении от внешнего корпуса 182 теплообменника в радиальном направлении отделительное устройство 124 байпасного устройства 126, которое расположено на противолежащем горелке 104 конце теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" и преимущественно на его верхнем своде.The raw gas enters the “clean gas-raw gas” heat exchanger 134 through a radial separation device 124 located away from the outer heat exchanger body 182, bypass device 126, which is located on the opposite burner 104 of the “clean gas-raw gas” heat exchanger 134 and mainly on its upper arch.

Отделительное устройство 124 включает в себя входную шахту 206, которая выше по потоку соединена с линией 118 подачи неочищенного газа, ниже по потоку оканчивается на входе 132 неочищенного газа в теплообменнике 134 "очищенный газ-неочищенный газ" и выполнена с возможностью полного или частичного закрывания посредством заслонки 208 теплообменника.The separation device 124 includes an inlet shaft 206, which is upstream connected to the raw gas supply line 118, downstream ends at the raw gas inlet 132 in the “cleaned gas-raw gas” heat exchanger 134, and is configured to completely or partially close by heat exchanger flaps 208.

Также, отделительное устройство 124 включает в себя байпасную шахту 210, которая выше по потоку также соединена с линией 118 подачи неочищенного газа, ниже по потоку оканчивается в байпасном канале 130 байпасного устройства 126 и выполнена с возможностью полного или частичного закрывания посредством байпасной заслонки 212.Also, the separation device 124 includes a bypass shaft 210, which is also upstream connected to the raw gas supply line 118, ends upstream in the bypass channel 130 of the bypass device 126, and is fully or partially closed by the bypass damper 212.

Байпасная заслонка 212 в байпасной шахте 210 и заслонка 208 теплообменника во входной шахте 206 теплообменника 134 "очищенный таз-неочищенный газ" механически и/или в системе автоматического управления (то есть, путем скоординированного управления заслонками посредством управляющего устройства установки 100 термической очистки отходящего воздуха) связаны друг с другом так, что они всегда открываются или же закрываются в противофазе.Bypass damper 212 in the bypass shaft 210 and heat exchanger damper 208 in the inlet shaft 206 of the cleaned pelvis-raw gas heat exchanger 134 mechanically and / or in an automatic control system (that is, by coordinated control of the shutters by means of a control device of the exhaust air thermal treatment unit 100) connected to each other so that they always open or close in antiphase.

То есть, если байпасная заслонка 212 приводится в положение, в котором она освобождает большее входное поперечное сечение для прохода неочищенного газа через байпасную шахту, то посредством связанного с движением байпасной заслонки 212 движения заслонки 208 теплообменника заслонка 208 теплообменника одновременно приводится в положение, в котором она соответственно уменьшает входное поперечное сечение для прохода неочищенного газа через входную шахту 206, и наоборот.That is, if the bypass damper 212 is brought into a position in which it releases a larger input cross-section for the raw gas to pass through the bypass shaft, then, by means of the movement of the bypass damper 212, the movement of the heat exchanger shutter 208, the heat exchanger shutter 208 is simultaneously brought into the position in which it accordingly, reduces the inlet cross section for the passage of the crude gas through the inlet shaft 206, and vice versa.

За счет этого, посредством связанного приведения в действие байпасной заслонки 212 и заслонки 208 теплообменника можно разделить поступающий от источника 114 неочищенного газа поток неочищенного газа в желаемом соотношении на проходящий через байпасную заслонку 212 байпасный поток текучей среды и на проходящий через заслонку 208 теплообменника остаточный поток текучей среды.Due to this, by the associated actuation of the bypass damper 212 and the heat exchanger damper 208, it is possible to separate the crude gas stream coming from the raw gas source 114 in the desired ratio into the bypass fluid flow passing through the bypass damper 212 and the residual fluid flow passing through the heat exchanger shutter 208 Wednesday.

При этом предпочтительно, если объемная доля байпасного потока текучей среды (измерена в нормированных кубометрах) в общем потоке поданного неочищенного газа выполнен с возможностью управления или регулирования, прежде всего, по существу бесступенчато, по меньшей мере в диапазоне примерно от 20 до 80%.Moreover, it is preferable if the volume fraction of the bypass fluid flow (measured in normalized cubic meters) in the total feed gas stream is made with the possibility of control or regulation, especially essentially stepless, at least in the range of from about 20 to 80%.

Байпасный канал 130 в данной конструктивной форме установки 100 термической очистки отходящего воздуха выполнен по существу в форме полого цилиндра и кольцеобразно охватывает участок теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".The bypass channel 130 in this structural form of the exhaust air heat treatment unit 100 is made essentially in the form of a hollow cylinder and annularly covers a portion of the “cleaned gas-cleaned gas” heat exchanger 134.

Байпасный канал 130 на своей обращенной к теплообменнику 134 "очищенный газ-неочищенный газ" радиальной внутренней стороне ограничен внешним корпусом 182 теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ" и на своей противолежащей теплообменнику 134 "очищенный газ-неочищенный газ" радиальной наружной стороне ограничен цилиндрическим байпасным внешним корпусом 214.The bypass channel 130 on its radial inner side facing the “cleaned gas-raw gas” heat exchanger 134 is bounded by the cleaned gas-raw gas ”heat exchanger outer casing 182 and on its opposed“ cleaned gas-raw gas ”heat exchanger 134 the radial outer side is limited by a cylindrical bypass outer casing 214.

Байпасный канал 130 проходит вдоль продольной оси 174 от байпасной шахты 210, где байпасный поток текучей среды входит в байпасный канал 130, через часть длины теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", предпочтительно, по меньшей мере, через треть длины теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ", до подмешивающего устройства 148 байпасного устройства 126, в котором байпасный поток текучей среды снова подмешивается в остаточный поток текучей среды во внешней теплообменной камере 144.The bypass channel 130 extends along the longitudinal axis 174 from the bypass shaft 210, where the bypass fluid stream enters the bypass channel 130, through a portion of the length of the clean gas-raw gas heat exchanger 134, preferably at least a third of the length of the clean gas heat exchanger “untreated gas”, to a mixing device 148 of the bypass device 126, in which the bypass fluid stream is again mixed into the residual fluid stream in the external heat exchange chamber 144.

Подмешивающее устройство 148 включает в себя концевую стенку 216 байпасного канала, которая замыкает выполненный в форме полого цилиндра байпасный канал 130 по торцовой стороне, и кольцеобразный щелевой проходной зазор 218 в наружном корпусе 182 теплообменника, через который байпасный поток текучей среды из выполненного в форме полого цилиндра байпасного канала 130 может поступать в также имеющую форму полого цилиндра внешнюю теплообменную камеру 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".The mixing device 148 includes an end wall 216 of the bypass channel, which closes the hollow cylinder-shaped bypass channel 130 on the front side, and an annular slotted passage clearance 218 in the outer heat exchanger housing 182 through which the bypass fluid flow from the hollow cylinder the bypass channel 130 may also flow into a hollow cylinder-shaped external heat exchanger chamber 144 of the purified gas-raw gas heat exchanger 134.

За счет этого, проходной зазор 218 образует место 220 подмешивания, которое простирается по всему контуру внешней теплообменной камеры 144 и, тем самым, по всему контуру пути протекания протекающего через внешнюю теплообменную камеру 144 остаточного потока текучей среды.Due to this, the passage gap 218 forms a mixing point 220, which extends along the entire contour of the external heat exchanger chamber 144 and, thus, along the entire path of the residual fluid flow through the external heat exchanger chamber 144.

Для достижения максимальной равномерности байпасного потока текучей среды через байпасный канал 130, который входит только лишь по верхней стороне байпасного канала 130 через байпасную шахту 210 в байпасный канал 130, по всему контуру выполненного в форме полого цилиндра байпасного канала 130, в байпасном канале 130 между отделительным устройством 124 и подмешивающим устройством 140 предусмотрен один или несколько дроссельных элементов 222, каждый из которых выполнен в виде потокового барьера с распределенными вдоль контура дроссельного элемента 222, преимущественно по существу эквидистантно, распределенными проходными отверстиями 224 для прохода байпасного потока текучей среды через дроссельный элемент 222.To achieve maximum uniformity of the bypass fluid flow through the bypass channel 130, which enters only on the upper side of the bypass channel 130 through the bypass shaft 210, into the bypass channel 130, along the entire contour of the hollow cylinder shaped bypass channel 130, in the bypass channel 130 between the separation one or more throttle elements 222 are provided by the device 124 and the mixing device 140, each of which is made in the form of a flow barrier distributed along the contour of the throttle element 2 22, preferably substantially equidistantly distributed through-holes 224 for the passage of a bypass fluid flow through the throttle element 222.

При этом общая площадь прохода проходных отверстий 224 в подобном потоковом барьере составляет, предпочтительно, 150% или менее максимального площади поперечного сечения входа, которое байпасная заслонка 212 открывает в байпасной шахте 210.Moreover, the total passage area of the passage openings 224 in such a flow barrier is preferably 150% or less of the maximum inlet cross-sectional area that the bypass damper 212 opens in the bypass shaft 210.

Прежде всего, может быть предусмотрено, что общая площадь прохода проходных отверстий 224 в подобном потоковом барьере составляет 125% или менее, например примерно 100%, максимального площади поперечного сечения входа, которое байпасная заслонка 212 открывает в байпасной шахте 210.First of all, it can be provided that the total passage area of the passage openings 224 in such a flow barrier is 125% or less, for example about 100%, of the maximum inlet cross-sectional area that the bypass damper 212 opens in the bypass shaft 210.

Также, общая площадь прохода проходных отверстий 224 в подобном потоковом барьере составляет, предпочтительно, примерно 50%, прежде всего, по меньшей мере, примерно 75%, максимального площади поперечного сечения входа, которое байпасная заслонка 212 открывает в байпасной шахте 210.Also, the total passage area of the passage openings 224 in such a flow barrier is preferably about 50%, especially at least about 75%, of the maximum inlet cross-sectional area that the bypass damper 212 opens in the bypass shaft 210.

Дроссельные элементы 222, прежде всего, могут быть выполнены в виде дроссельной пластины с проходными отверстиями 224, которая может быть выполнена монолитно с соответствующим одним внешним крепежным элементом 190b в форме крепежного кольца 192.The throttle elements 222, first of all, can be made in the form of a throttle plate with passage holes 224, which can be made integral with the corresponding one external fastener 190b in the form of a fastening ring 192.

Выход воссоединенного из байпасного потока текучей среды и остаточного потока текучей среды общего потока текучей среды неочищенного газа из внешней теплообменной камеры 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" происходит на обращенном к горелке конце теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" в коллекторную камеру 226 неочищенного газа, которая гидродинамически соединена с входом 132 неочищенного газа горелки 104.The raw gas stream reconnected from the bypass fluid stream and the residual fluid stream from the total crude gas stream from the external heat exchanger chamber 144 of the clean gas-raw gas heat exchanger 134 occurs at the end of the clean gas-raw gas heat exchanger 134 facing the burner into the collector chamber 226 of the raw gas, which is hydrodynamically connected to the input 132 of the raw gas of the burner 104.

Выход очищенного газа из внутренней теплообменной камеры 140 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" происходит в коллекторную камеру 228 очищенного газа на противолежащем горелке 104 конце теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", в которую входят находящиеся ниже по потоку очищенного газа концы теплообменных трубок 138.The purified gas leaves the internal heat-exchange chamber 140 of the “clean gas-crude gas” heat exchanger 134 and enters the cleaned gas collector chamber 228 on the opposite burner 104 at the end of the “clean gas-crude gas” heat exchanger 134, which includes the ends of the heat-exchange ends downstream of the purified gas tubes 138.

На коллекторной камере 228 очищенного газа начинается линия 164 очищенного газа, через которую очищенный газ течет к послевключенным, при необходимости, теплообменникам и в завершение к газоотводу отходящего воздуха.On the cleaned gas collector chamber 228, a cleaned gas line 164 begins, through which the cleaned gas flows to the after-connected, if necessary, heat exchangers and finally to the exhaust gas duct.

Дополнительная байпасная линия 170 на горячей стороне, через которую очищенный газ может проводиться в обход первичной стороны теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", в данной конструктивной форме образована посредством так называемого компенсатора 230, который имеет, например, форму полого цилиндра и гидродинамически соединен, с одной стороны, с противолежащим горелке 104 концом камеры 102 сгорания и, с другой стороны, с коллекторной камерой 230 очищенного газа.An additional bypass line 170 on the hot side through which the cleaned gas can be bypassed on the primary side of the cleaned gas-raw gas heat exchanger 134 is formed in this structural form by a so-called compensator 230, which has, for example, a hollow cylinder shape and is hydrodynamically connected on the one hand, with the opposite burner 104 at the end of the combustion chamber 102, and, on the other hand, with a clean gas collector chamber 230.

Также, компенсатор 230, например на конце со стороны коллекторной камеры, снабжен байпасной заслонкой 172, которая позволяет регулировать долю потока очищенного газа из камеры 102 сгорания, которая непосредственно из камеры 102 сгорания поступает в коллекторную камеру 228 очищенного газа без предварительного прохождения теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".Also, the compensator 230, for example at the end from the side of the collector chamber, is equipped with a bypass damper 172, which allows you to adjust the fraction of the flow of purified gas from the combustion chamber 102, which directly from the combustion chamber 102 enters the cleaned gas collector chamber 228 without first passing the 134 "cleaned heat exchanger raw gas. "

Для повышения эффективности теплопередачи от очищенного газа к неочищенному газу в теплообменнике 134 "очищенный газ-неочищенный газ" теплообменные трубки 138 на внутренней стороне и на внешней стороне своих стенок могут быть снабжены возбуждающей турбулентность поверхностной структурой.In order to increase the heat transfer efficiency from the purified gas to the raw gas in the “purified gas-raw gas” heat exchanger 134, the heat exchange tubes 138 on the inner side and on the outside of their walls may be provided with a turbulent excitation surface structure.

Прежде всего, при этом может быть предусмотрено, что теплообменные трубки 138 выполнены в виде завихрительных трубок.First of all, it can be provided that the heat transfer tubes 138 are made in the form of vortex tubes.

Подобные завихрительные трубки описаны, например, в DIN 28178 (в редакции от мая 2009 года).Such swirl tubes are described, for example, in DIN 28178 (as amended in May 2009).

Также теплообменные трубки 138 могут быть выполнены в виде гладкостенных трубок.Also, the heat transfer tubes 138 can be made in the form of smooth-walled tubes.

Изображенная на фиг.1 и фиг.2 и описанная выше конструктивная форма установки 100 термической очистки отходящего воздуха функционирует следующим образом.Depicted in figure 1 and figure 2 and the above-described structural form of the installation 100 of the thermal cleaning of the exhaust air operates as follows.

Неочищенный газ из источника 114 неочищенного газа попадает к отделительному устройству 124 байпасного устройства 126 и там разделяется на байпасный поток текучей среды, который поступает в байпасный канал, и на остаточный поток текучей среды, который поступает непосредственно во внешнюю теплообменную камеру 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".The raw gas from the raw gas source 114 enters the separation device 124 of the bypass device 126 and is separated therein into a bypass fluid stream that enters the bypass channel and a residual fluid stream that enters directly into the external heat exchanger chamber 144 of the 134 "purified gas untreated gas. "

Объемная доля байпасного потока текучей среды и остаточного потока текучей среды в общем потоке текучей среды зависит при этом от соответственно отрегулированной позиции байпасной заслонки 212 и заслонки 208 теплообменника.The volume fraction of the bypass fluid flow and the residual fluid flow in the total fluid flow depends on the correspondingly adjusted position of the bypass damper 212 and the heat exchanger damper 208.

Чем выше доля байпасного потока текучей среды, тем ниже эффективность теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" и тем выше выходная температура Т_A, с которой очищенный газ выходит из теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".The higher the fraction of bypass fluid flow, the lower the efficiency of the purified gas-crude gas heat exchanger 134 and the higher the outlet temperature T _A at which the purified gas leaves the purified gas-raw gas heat exchanger 134.

За счет этого, выходная температура очищенного газа может быть отрегулирована посредством выполненного с возможностью регулирования теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" в зависимости от требуемой для послевключенных теплообменников температуры очищенного газа.Due to this, the outlet temperature of the purified gas can be adjusted by means of a “purified gas-raw gas” heat exchanger 134 capable of controlling depending on the temperature of the purified gas required for the after-connected heat exchangers.

Существует возможность дополнительного повышения выходной температуры очищенного газа, если открывается байпасная заслонка 172 в байпасной линии 170 на горячей стороне для того, чтобы очищенный газ мог из камеры 102 сгорания мог непосредственно попадать в линию 164 очищенного газа. Разумеется, при использовании байпасной линии 170 на горячей стороне время реакции, которое доступно для окисления горючих составных частей неочищенного газа, сокращается, так как поступающий в байпасную линию 170 очищенный газ не проходит по каналу 168 очищенного газа.There is the possibility of further increasing the outlet temperature of the purified gas if the bypass damper 172 opens in the bypass line 170 on the hot side so that the purified gas can directly enter the purified gas line 164 from the combustion chamber 102. Of course, when using the bypass line 170 on the hot side, the reaction time available for oxidizing the combustible constituents of the crude gas is reduced since the purified gas entering the bypass line 170 does not pass through the purified gas channel 168.

Байпасный поток текучей среды очень равномерно посредством подмешивающего устройства 148 подается обратно в остаточный поток текучей среды, поскольку байпасный канал 130 выполнен в виде полого цилиндра, который концентрично расположен вокруг теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", и поскольку место 220 подмешивания простирается по всему контуру внешней теплообменной камеры 144 в месте 201 подмешивания.The bypass fluid flow is very evenly delivered through the mixing device 148 to the residual fluid flow, because the bypass duct 130 is in the form of a hollow cylinder that is concentrically located around the clean gas-raw gas heat exchanger 134, and since the mixing point 220 extends throughout the contour of the external heat exchange chamber 144 in place 201 mixing.

Также, расположенные в байпасном канале 130 дроссельные элементы 222 действуют в качестве ступеней подпора, которые равномерно распределяют байпасный поток текучей среды по всему контуру байпасного канала 130.Also, throttle elements 222 located in the bypass channel 130 act as booster stages that evenly distribute the bypass fluid flow throughout the bypass channel 130.

Воссоединенный из байпасного потока текучей среды и остаточного потока текучей среды общий поток текучей среды неочищенного газа течет вдоль принудительного пути потока через проходные зазоры 200а, 200b в перекрестном противотоке вдоль теплообменных трубок 138 и против направления 204 потока очищенного газа к коллекторной камере 225 неочищенного газа на расположенном со стороны горелки конце теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".Reunited from the bypass fluid stream and the residual fluid stream, the total crude gas stream flows along the forced flow path through the flow passages 200a, 200b in a cross-countercurrent flow along the heat exchange tubes 138 and against the direction 204 of the cleaned gas stream to the raw gas manifold 225 at the located from the side of the burner end of the heat exchanger 134 "purified gas-raw gas".

Оттуда неочищенный газ, который в теплообменнике 134 "очищенный газ-неочищенный газ" со своей входной температуры подогрет до температуры предварительного нагрева примерно в 620°C, при необходимости, смешанный с топливом из топливопровода 106, через вход 154 неочищенного газа попадает в горелку 104, а оттуда - в камеру 102 сгорания. Там способные к окислению составные части неочищенного газа окисляются в ходе экзотермической реакции, за счет чего вырабатывается очищенный газ с температурой примерно 750°С, который течет от противолежащей горелке торцовой стороны 178 камеры 102 сгорания через канал 168 очищенного газа против направления 204 потока назад к расположенному со стороны горелки концу теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", где очищенный газ попадает в расположенные со стороны горелки концы теплообменных трубок 138 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" и течет в образованной посредством внутреннего пространства теплообменных трубок 134 внутренней теплообменной камере 140 вдоль направления 204 потока к противолежащему горелке 104 концу теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".From there, the crude gas, which in the heat exchanger 134 "purified gas-crude gas" from its inlet temperature is heated to a preheating temperature of about 620 ° C, if necessary, mixed with fuel from the fuel pipe 106, through the inlet 154 of the raw gas enters the burner 104, and from there into the combustion chamber 102. There, the oxidizable constituents of the crude gas are oxidized during an exothermic reaction, thereby producing purified gas with a temperature of about 750 ° C., which flows from the opposite burner of the end side 178 of the combustion chamber 102 through the purified gas channel 168 against the flow direction 204 back to the from the side of the burner to the end of the purified gas-raw gas heat exchanger 134, where the cleaned gas enters the ends of the heat exchanger tubes 138 of the cleaned non-purified gas heat exchanger 138 located on the burner side enny gas "and flows into the inner space formed by the heat exchange tubes 134 inside the heat exchange chamber 140 along flow direction 204 to an opposite end of the burner 104 of heat exchanger 134 ', the crude gas purified gas."

Так как при всех позициях регулировки теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" весь очищенный газ протекает в канале 168 очищенного газа, то во всех позициях регулировки поддерживается полная продолжительность обработки отходящего воздуха в области от камеры 102 сгорания до входа в теплообменник 134 "очищенный газ-неочищенный газ" без охлаждения при этом отходящего воздуха. За счет этого достигается полное окисление способных к окислению составных частей неочищенного газа.Since at all adjustment positions of the “clean gas-raw gas” heat exchanger 134 all the purified gas flows in the purified gas channel 168, the full duration of the exhaust air treatment in the area from the combustion chamber 102 to the entrance to the cleaned gas heat exchanger 134 is maintained at all adjustment positions - "untreated gas" without cooling off the exhaust air. Due to this, complete oxidation of the oxidizable constituents of the crude gas is achieved.

Из внутренней теплообменной камеры 140 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный, газ" охлажденный вследствие теплопередачи в неочищенный газ до зависящей от позиции регулировки теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" выходной температуры Тд очищенный газ попадает в коллекторную камеру 228 очищенного газа, а оттуда - через линию 164 очищенного газа к послевключенным, при необходимости, теплообменникам, где очищенный газ при дальнейшем охлаждении передает тепло одной или нескольким текучим средам.From the internal heat exchanger chamber 140 of the heat exchanger 134 "purified gas-crude gas" cooled due to heat transfer to the crude gas to an outlet temperature dependent on the adjustment position of the heat exchanger 134 "purified gas-crude gas", the purified gas enters the manifold chamber 228 of the purified gas, and from there - through the purified gas line 164 to post-switched, if necessary, heat exchangers, where the purified gas transfers heat to one or more fluids upon further cooling.

В завершение очищенный газ через газоход отходящего воздуха отдается в окружающую среду.Finally, the purified gas is discharged into the environment through an exhaust air duct.

Установка 100 термической очистки отходящего воздуха конструктивно рассчитана на определенную рабочую точку с определенной выходной температурой Т_А очищенного газа.The exhaust air thermal treatment unit 100 is structurally designed for a specific operating point with a specific outlet temperature T _{A of the} purified gas.

Поскольку установка 100 термической очистки отходящего воздуха является по существу неподвижным стальным сооружением данный предварительный расчет (при заданной источником 114 неочищенного газа входной температуре неочищенного газа) по существу величину выходной температуры.Since the exhaust air heat treatment unit 100 is a substantially motionless steel structure, this preliminary calculation (for a raw gas inlet temperature 114 given by a raw gas inlet temperature) is essentially a value of the outlet temperature.

Поскольку описанным выше способом выполненный с возможностью регулировки теплообменник 134 "очищенный газ-неочищенный газ" путем использования байпасного устройства 126 при необходимости увеличивает выходную температуру очищенного газа, то при использовании байпасного устройства 126 имеет смысл рассчитывать рабочую точку установки 100 термической очистки отходящего воздуха не на заданную выходную температуру очищенного газа, а на несколько пониженную температуру, предпочтительно, на уменьшенную, по меньшей мере, на 10°С температуру, прежде всего, на уменьшенную примерно на 20°С температуру.Since the purified gas-raw gas heat exchanger 134, which can be adjusted by using the bypass device 126, increases the outlet temperature of the purified gas, if necessary, when using the bypass device 126, it makes sense to calculate the operating point of the exhaust air heat treatment unit 100 not as specified the outlet temperature of the purified gas, and a slightly lower temperature, preferably a temperature reduced by at least 10 ° C, before e likely the reduced approximately 20 ° C temperature.

Во время эксплуатации установки 100 термической очистки отходящего воздуха путем регулирования теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" посредством байпасной заслонки 212 и заслонки 208 теплообменника можно регулировать фактическую требуемую выходную температуру Т_А очищенного газа.During operation of the exhaust air heat treatment unit 100 by adjusting the purified gas-raw gas heat exchanger 134 by the bypass damper 212 and the heat exchanger damper 208, the actual desired outlet gas temperature T _{A of the} purified gas can be controlled.

В фазах уменьшенного теплопотребления послевключенных теплообменников, например в производственных паузах, можно устанавливать рабочую точку на минимально возможную выходную температуру очищенного газа для экономии энергии.In the phases of reduced heat consumption after the heat exchangers are switched on, for example during production breaks, it is possible to set the operating point to the lowest possible outlet temperature of the purified gas to save energy.

Показанная на фиг.3 по 14 вторая конструктивная форма установки 100 термической очистки отходящего воздуха с точки зрения принципиального устройства и принципа работы совпадает с показанной на фиг.1 и 2 первой конструктивной формой.Shown in figures 3 to 14, the second structural form of the installation 100 of the thermal cleaning of the exhaust air from the point of view of the principle device and the principle of operation coincides with that shown in figures 1 and 2 of the first structural form.

Прежде всего, принципиальная блок-схема на фиг.1 также касается и второй конструктивной формы установки 100 термической очистки отходящего воздуха.First of all, the schematic block diagram of FIG. 1 also relates to the second structural form of the exhaust air thermal treatment unit 100.

Разница между второй конструктивной формой в отличие от второй конструктивной формы состоит в том, что во второй конструктивной форме лежащий между входом 132 неочищенного газа, через которое остаточный поток текучей среды поступает во внешнюю теплообменную камеру 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", и подмешивающим устройством 148 участок 150 внешней теплообменной камеры 144 длиннее, чем находящийся между подмешивающим устройством 148 и выходом 146 неочищенного газа, где восстановленный общий поток текучей среды неочищенного газа выходит из внешней теплообменной камеры, концевой участок 152 внешней теплообменной камеры 144.The difference between the second structural form as opposed to the second structural form is that in the second structural form lies between the raw gas inlet 132, through which the residual fluid flow enters the cleaned gas-raw gas heat exchanger 134 of the heat exchanger 134, and with the mixing device 148, the portion 150 of the external heat exchange chamber 144 is longer than that located between the mixing device 148 and the crude gas outlet 146, where the recovered total crude fluid stream aza emerges from outer heat-exchange chamber, the outer end portion 152 of the heat exchange chamber 144.

Во второй конструктивной форме байпасный поток текучей среды подмешивается только тогда, когда остаточный поток текучей среды уже имеет более высокую температуру, чем в первой конструктивной форме.In the second structural form, the bypass fluid flow is mixed only when the residual fluid flow already has a higher temperature than in the first structural form.

Возможное снижение эффективности теплообменника 135 "очищенный газ-неочищенный газ" (и, тем самым, доступный диапазон регулирования выходной температуры Т_A очищенного газа) во второй конструктивной форме выше, чем в первой конструктивной форме.A possible reduction in the efficiency of the purified gas-crude gas heat exchanger 135 (and thus the available range for controlling the outlet temperature T _{A of the} purified gas) is higher in the second structural form than in the first structural form.

Кроме того, протяженность места 220 подмешивания подмешивающего устройства 148 в направлении продольной оси 174 во второй конструктивной форме больше, чем в первой конструктивной форме.In addition, the length of the mixing point 220 of the mixing device 148 in the direction of the longitudinal axis 174 in the second structural form is greater than in the first structural form.

Прежде всего, во второй конструктивной форме протяженность образующего место 220 подмешивания проходного зазора 218 в направлении продольной оси 174 больше, чем среднее расстояние между двумя следующими друг за другом в направлении продольной оси 174 крепежными элементами 190 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".First of all, in a second structural form, the length of the mixing place 218 of the passage gap 218 forming in the direction of the longitudinal axis 174 is greater than the average distance between the two purified gas-raw gas heat exchanger 134 fasteners 190 adjacent to the longitudinal axis 174.

Байпасная концевая стенка 216 во второй конструктивной форме выполнена не так, как в первой конструктивной форме, по существу в виде обечайки в форме кругового конуса, а по существу кольцеобразно.The bypass end wall 216 in the second structural form is not made as in the first structural form, essentially in the form of a shell in the form of a circular cone, but essentially annular.

Для увеличения механической прочности концевой стенки 216 байпасного канала и граничащей с байпасным внешним корпусом 214 области во второй конструктивной форме предусмотрены усилительные элементы 232, например, в форме примерно треугольных узловых стальных пластин, которые распределены вдоль контура концевой стенки 216 байпасного канала, предпочтительно, по существу эквидистантно, и соединением материалов соединены как с концевой стенкой 216 байпасного канала, так и с байпасным внешним корпусом 214.In order to increase the mechanical strength of the end wall 216 of the bypass channel and the region bordering the bypass external housing 214, reinforcing elements 232 are provided in a second structural form, for example, in the form of approximately triangular knotted steel plates which are distributed along the contour of the end wall 216 of the bypass channel, preferably essentially is equidistant, and by material connection are connected with both the end wall 216 of the bypass channel and the bypass outer casing 214.

Также, во второй конструктивной форме направленная к концевой стенке 216 байпасного канала кромка 234 внешнего корпуса 182 теплообменника, которая ограничивает место 220 подмешивания с направленной против потока стороны, снабжена кольцеобразной, охватывающей отбортовкой 236 для укрепления кромки 234.Also, in a second structural form, the edge 234 of the outer heat exchanger body 182 directed towards the end wall 216 of the bypass channel, which defines the mixing point 220 with the upstream side, is provided with an annular, flanging 236 for reinforcing the edge 234.

Из-за большого удлинения места 220 подмешивания в направлении потока неочищенного газа через внешнюю теплообменную камеру 144 достигается, что смешивания байпасного потока текучей среды с остаточным потоком текучей среды происходит преимущественно в расположенной радиально вне пакета 136 теплообменных трубок смесительной камере 238.Due to the large lengthening of the mixing point 220 in the direction of the raw gas flow through the external heat exchange chamber 144, it is achieved that mixing the bypass fluid flow with the residual fluid flow occurs predominantly in the mixing chamber 238 located radially outside the stack 136 of heat transfer tubes.

За счет этого предотвращается непосредственное воздействие холодного байпасного потока текучей среды на теплообменные трубки 138 в области места 220 подмешивания, что могло бы привести к слишком высоким термическим напряжениям, поскольку расположенные ниже по потоку и выше по потоку от области места 220 подмешивания зоны теплообменных трубок 138 находятся в контакте с неочищенным газом с более высокой температурой.This prevents the direct influence of the cold bypass fluid stream on the heat transfer tubes 138 in the region of the mixing point 220, which could lead to too high thermal stresses, since the zones of the heat transfer tubes 138 located downstream and upstream from the mixing point 220 are located in contact with raw gas with a higher temperature.

Посредством смещения смесительной камеры 238 в лежащую за пределами пакета 136 теплообменных трубок область в теплообменные трубки 138 попадает только созданная посредством подмешивания смесь из байпасного потока текучей среды и остаточного потока текучей среды, которая имеет более высокую температуру, чем один холодный байпасный поток текучей среды.By displacing the mixing chamber 238 into the region lying outside the stack of heat exchanger tubes 136, only the mixture created from the bypass fluid stream and the residual fluid stream that has a higher temperature than one cold bypass fluid stream enters the heat exchanger tubes 138.

В смещение процесса смешивания в область вне пакета 136 теплообменных трубок также вносит вклад и то, что в области места 220 подмешивания подмешивающего устройства 148 расположен внутренний крепежный элемент 190а теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" и нет ни одного внешнего крепежного элемента 190b, благодаря чему остаточный поток текучей среды вынужден протекать мимо радиальной внешней стороны крепежного элемента 190а.The offset of the mixing process to the region outside the stack of heat exchanger tubes 136 also contributes to the fact that in the region of the mixing point 220 of the mixing device 148 there is an internal fastener 190a of the “cleaned gas-raw gas” heat exchanger 134 and no external fastener 190b, thanks to wherein the residual fluid stream is forced to flow past the radial outer side of the fastener 190a.

На фиг.4-14 показаны подробности второй конструктивной формы установки 100 термической очистки отходящего воздуха, которая в первой конструктивной форме выполнена одинаково или может быть выполнена одинаково, что, однако, не так отчетливо видно на единственном сечении (фиг.2) первой конструктивной формы.Figure 4-14 shows the details of the second structural form of the installation 100 of the thermal cleaning of the exhaust air, which in the first structural form is the same or can be performed the same, which, however, is not so clearly visible in the single section (figure 2) of the first structural form .

Так, например, на фиг.4 показано вертикальное сечение внутренней радиальной области внутреннего крепежного элемента 190а с закрепленным на нем скользящим башмаком 196, который может скользить по наружной стороне внутреннего корпуса 184 теплообменника в направлении продольной оси 174.For example, FIG. 4 shows a vertical section of the inner radial region of the inner fastener 190a with a sliding shoe 196 fixed thereon, which can slide on the outside of the inner heat exchanger body 184 in the direction of the longitudinal axis 174.

На фиг..5 показано вертикальное сечение расположенных со стороны горелки концов двух теплообменных трубок 138, которые соединением материалов соединены с крепежным элементом 190 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", прежде всего, приварены.Fig. 5 shows a vertical section of the ends of the two heat exchanger tubes 138 located on the side of the burner, which are connected by materials to the fastener 190 of the “cleaned gas-cleaned gas” heat exchanger 134, primarily welded.

На фиг.6 показан вид сверху на противолежащую горелке 104 концевую область установки 100 термической очистки отходящего воздуха, из которого, прежде всего, отчетливо видно отделительное устройство 124 с байпасной шахтой 210 и соседствующей с ней входной шахтой 206.Figure 6 shows a top view of the opposite burner 104, the end region of the exhaust air heat treatment unit 100, from which, first of all, the separation device 124 with the bypass shaft 210 and the adjacent input shaft 206 adjacent to it is clearly visible.

Протекаемое неочищенным газом поперечное сечение входной шахты 206 предпочтительно больше, чем протекаемое неочищенным газом поперечное сечение байпасной шахты 210.The cross section of the inlet shaft 206 flowing by the raw gas is preferably larger than the cross section of the bypass shaft 210 of the crude gas flowing.

На фиг.7 показано вертикальное поперечное сечение установки 100 термической очистки отходящего воздуха в области места 220 подмешивания подмешивающего устройства 148.7 shows a vertical cross section of the installation 100 of the thermal treatment of the exhaust air in the area of the place 220 mixing of the mixing device 148.

На фиг.7 и на фиг.8, на которых показано поперечное сечение только пакета 136 теплообменных трубок, видно, что во второй конструктивной форме пакет 136 теплообменных трубок включает в себя три слоя 188 теплообменных трубок, причем теплообменные трубки 138 различных слоев 188 теплообменных трубок имеют различные радиальные расстояния до продольной оси 174.In Fig.7 and Fig.8, which shows a cross section of only a package of heat transfer tubes 136, it is seen that in a second structural form, the heat transfer tube package 136 includes three layers of heat transfer tubes 188, and heat transfer tubes 138 of different layers of heat transfer tubes 188 have different radial distances to the longitudinal axis 174.

На фиг.9 показано вертикальное поперечное сечение установки 100 термической очистки отходящего воздуха в области, в которой байпасный канал 130 байпасного устройства 126 концентрически охватывает участок 150 внешней теплообменной камеры 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".FIG. 9 shows a vertical cross-section of an exhaust air heat treatment unit 100 in an area in which the bypass channel 130 of the bypass device 126 concentrically covers a portion 150 of the “cleaned gas-raw gas” heat exchanger 134 of the external heat exchanger 144.

На фиг.9 и фиг.10, на которых отдельно показан расположенный в байпасном канале 130 круглый дроссельный элемент 222, видно, что в дроссельном элементе 222 предусмотрено большое количество круглых проходных отверстий 224, которые следуют друг за другом вдоль контура дроссельного элемента 222, предпочтительно, эквидистантно.9 and 10, which separately show a round throttle element 222 located in the bypass channel 130, it is seen that a large number of circular passage holes 224 are provided in the throttle element 222, which follow each other along the contour of the throttle element 222, preferably equidistant.

Отношение общей площади проходных отверстий 224 в дроссельном элементе к максимально протекаемой площади поперечного сечения входа байпасного устройства 126 также можно выбирать, как и в первой конструктивной форме.The ratio of the total area of the passage openings 224 in the throttle element to the maximum flowable cross-sectional area of the inlet of the bypass device 126 can also be selected, as in the first structural form.

В завершение, на фиг.11-14 показаны детали примера выполнения отделительного устройства 124 байпасного устройства 126 с приводным устройством 240 для привода связанного движения регулирования байпасной заслонки 212 и заслонки 208 теплообменника.11-14, there are shown details of an exemplary embodiment of the separation device 124 of the bypass device 126 with the drive device 240 for driving the associated control movement of the bypass damper 212 and the heat exchanger damper 208.

Как наилучшим образом видно на фиг.11 и фиг.12, байпасная заслонка 212 и заслонка 208 теплообменника установлены соответственно на поворотном валу 242 или же 244 с возможностью поворота между положением открывания и положением закрывания на байпасной шахте 210 или же на входной шахте 206.As best seen in FIGS. 11 and 12, the bypass damper 212 and the heat exchanger damper 208 are mounted respectively on the rotary shaft 242 or 244 with the possibility of rotation between the opening position and the closing position on the bypass shaft 210 or on the input shaft 206.

Наилучшим образом на фиг.12 видно, что байпасная заслонка как раз находится в положении открывания, в котором она открывает максимальное поперечное сечение входа для втекания байпасного потока текучей среды в байпасное устройство 126, в то время как одновременно заслонка 208 теплообменника находится в положении закрывания, в котором заслонка 208 теплообменника препятствует поступление неочищенного газа в участок 150 внешней теплообменной камеры 144 теплообменника "очищенный газ-неочищенный газ".12, it is best seen that the bypass damper is just in the opening position, in which it opens the maximum cross section of the inlet for the bypass fluid flow into the bypass device 126, while the heat exchanger damper 208 is in the closing position, wherein the heat exchanger shutter 208 prevents the raw gas from entering the portion 150 of the external clean gas-raw gas heat exchanger 144 of the heat exchanger.

В этом положении байпасной заслонки 212 и заслонки 208 теплообменника объемная доля байпасного потока текучей среды в общем потоке неочищенного газа, который поступает в установку 100 термической очистки отходящего воздуха, составляет 100%.In this position of the bypass damper 212 and the heat exchanger damper 208, the volume fraction of the bypass fluid flow in the total crude gas stream that enters the exhaust air heat treatment unit 100 is 100%.

Поворотные валы 242 и 244 посредством показанного на фиг.14 параллелограммного рычажного механизма 246 связаны друг с другом так, что байпасная заслонка 212 и заслонка 208 теплообменника выполняют противоходные одинаковые по величине поворотные движения, если поворотный вал байпасной заслонки приводится для осуществления поворотного движения.The rotary shafts 242 and 244 are connected to each other by means of the parallelogram linkage mechanism 246 shown in FIG. 14 so that the bypass damper 212 and the heat exchanger shutter 208 perform countercurrent, equal in magnitude rotary movements if the rotary shaft of the bypass damper is driven to rotate.

Подобное поворотное движение вызывается посредством электрического приводного двигателя 248, который посредством конструкции 250 с ходовым винтом производит смещение прямолинейно направляемого свободного конца рычага 249, который посредством шарнира 251 поворачивает другой рычаг 252, который, в свою очередь, без возможности проворота соединен с поворотным валом 242.Such a pivoting movement is caused by an electric drive motor 248, which, by means of a spindle design 250, displaces the linearly guided free end of the lever 249, which by means of a hinge 251 rotates the other lever 252, which, in turn, is rotatably connected to the rotary shaft 242.

Если байпасная заслонка 212 в показанном на фиг.12 открытом положении на основании управляющего сигнала управляющего устройства установки 100 термической очистки отходящего воздуха поворачивается в положение закрывания, то посредством связи обеих заслонок 212 и 208 через параллелограммный рычажный механизм 246 заслонка 208 теплообменника одновременно перемещается из положения закрывания в открытое положение.If the bypass damper 212 in the open position based on the control signal of the control device of the exhaust air heat treatment unit 100 is turned into the closing position, then by connecting the two shutters 212 and 208 through the parallelogram lever mechanism 246, the heat exchanger shutter 208 is simultaneously moved from the closing position to the open position.

Путем настойки лежащих между соответствующими положениями открывания и закрывания промежуточных положений заслонок 212 и 208 поступающий в установку 100 термической очистки отходящего воздуха неочищенный газ в требуемом для регулировки выходной температуры Т_А очищенного газа соотношении может разделяться на байпасный поток текучей среды и на остаточный поток текучей среды.By adjusting the intermediate positions of the shutters 212 and 208 between the respective opening and closing positions, the raw gas entering the exhaust air heat treatment unit 100 in a ratio required for adjusting the outlet temperature T _{A of the} cleaned gas can be divided into a bypass fluid stream and a residual fluid stream.

Показанная на фиг.15 на схематичной блок-схеме третья конструктивная форма установки 100 термической очистки отходящего воздуха отличается от показанной на фиг.1 и 2 первой конструктивной форме тем, что внутренняя теплообменная камера 140 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" протекается неочищенным газом, а неочищенным газом, в то время как внешняя теплообменная камера 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" в данной конструктивной форме протекается очищенным газом.The third structural form of the exhaust air heat treatment unit 100 shown in FIG. 15 in a schematic block diagram differs from the first structural form shown in FIGS. 1 and 2 in that the internal heat exchange chamber 140 of the “cleaned gas-raw gas” heat exchanger 134 flows through the raw gas and raw gas, while the external heat-exchange chamber 144 of the “cleaned gas-cleaned gas” heat exchanger 134 flows in this structural form with cleaned gas.

Таким образом, в данной конструктивной форме очищенный газ служит в качестве внешней текучей среды, а неочищенный газ - в качестве внутренней текучей среды.Thus, in this constructive form, the purified gas serves as an external fluid, and the crude gas serves as an internal fluid.

Поэтому в данной конструктивной форме байпасное устройство 126, посредством которого часть внешнего потока текучей среды пропускается мимо участка 150 внешней теплообменной камеры 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", чтобы при необходимости уменьшить эффективность теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", расположен не со стороны неочищенного газа, а со стороны очищенного газа.Therefore, in this structural form, a bypass device 126, by which part of the external fluid stream is passed past the portion 150 of the external heat exchanger chamber 144 of the “cleaned gas-raw gas” heat exchanger, so as to reduce the efficiency of the “cleaned gas-raw gas” heat exchanger 134 if necessary not from the raw gas side, but from the purified gas side.

За счет этого, в данной конструктивной форме байпасное устройство 126 включает в себя расположенное на входе очищенного газа в теплообменник 134 "очищенный газ-неочищенный газ" отделительное устройство 124, посредством которого часть потока очищенного газа из камеры 102 сгорания является отделяемой в качестве байпасного потока текучей среды от остаточного потока текучей среды очищенного газа и подаваемой через байпасный канал 130 в подмешивающее устройство 148, посредством которого байпасный поток текучей среды является обратно подмешиваемым байпасного потока текучей среды в остаточный поток текучей среды очищенного газа, после того как этот остаточный поток текучей среды прошел участок 150 внешней теплообменной камеры 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ".Due to this, in this structural form, the bypass device 126 includes a separation device 124 located at the purified gas inlet to the purified gas-raw gas heat exchanger 134, by which a portion of the purified gas stream from the combustion chamber 102 is separated as a bypass fluid flow medium from the residual fluid stream of the purified gas and supplied through the bypass channel 130 to a mixing device 148, whereby the bypass fluid stream is back-mixed bypass fluid flow into the residual fluid stream of the purified gas, after this residual fluid stream has passed the portion 150 of the external heat exchange chamber 144 of the purified gas-crude gas heat exchanger 134.

Так как в данной конструктивной форме эффективность теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" контролируемым способом может быть снижена путем пропуска выполненной с возможностью регулировки доли всего потока очищенного газа мимо участка 150 внешней теплообменной камеры 144 теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ", то и в данной конструктивной форме путем регулировки теплообменника 134 "очищенный газ-неочищенный газ" возможна регулировка выходной температуры Та очищенного газа.Since in this constructive form the efficiency of the purified gas-crude gas heat exchanger 134 in a controlled manner can be reduced by letting the fraction of the total purified gas flow pass by the portion 150 of the purified gas-raw gas heat exchanger 134 of the external heat exchanger 134 of the heat exchanger 134, then and in this constructive form, by adjusting the purified gas-crude gas heat exchanger 134, it is possible to adjust the outlet temperature Ta of the purified gas.

В остальном, показанная на фиг.15 третья конструктивная форма установки 100 термической очистки отходящего воздуха с точки зрения конструкции и принципа действия совпадает с показанной на фиг.1 и фиг.2 конструктивной формой и также показанной на фиг.3-14 второй конструктивной формой, на предыдущее описание которых можно ссылаться в достаточной мере.Otherwise, shown in FIG. 15, the third structural form of the exhaust air heat treatment apparatus 100 from the point of view of design and principle of operation coincides with the structural form shown in FIG. 1 and FIG. 2 and the second structural form also shown in FIGS. 3-14, the previous description of which can be referenced sufficiently.

Claims (14)

1. Установка термической очистки отходящего воздуха, включающая в себя камеру (102) сгорания и теплообменник (134) для передачи тепла от выработанного в камере (102) сгорания очищенного газа в подаваемый в камеру (102) сгорания неочищенный газ,
причем теплообменник (134) включает в себя выполненную с возможностью протекания внутренней текучей средой внутреннюю теплообменную камеру (140) и выполненную с возможностью протекания внешней текучей средой внешнюю теплообменную камеру (144),
причем установка (100) термической очистки отходящего воздуха включает в себя байпасное устройство (126) с отделительным устройством (124), посредством которого часть внешнего потока текучей среды в виде байпасного потока текучей среды является отделяемой от внешнего остаточного потока текучей среды, и с подмешивающим устройством (148), посредством которого байпасный поток текучей среды является обратно подмешиваемым в остаточный поток текучей среды, после того как остаточный поток текучей среды прошел участок (150) внешней теплообменной камеры (144), и
причем байпасное устройство (126) включает в себя байпасный канал (130), который кольцеобразно охватывает путь потока остаточного потока текучей среды.1. Installation of thermal cleaning of the exhaust air, including a combustion chamber (102) and a heat exchanger (134) for transferring heat from the purified gas generated in the combustion chamber (102) to the raw gas supplied to the combustion chamber (102),
moreover, the heat exchanger (134) includes an internal heat exchange chamber (140) capable of flowing by an internal fluid medium and an external heat exchange chamber (144) configured to flow by an external fluid medium,
moreover, the installation (100) for thermal cleaning of the exhaust air includes a bypass device (126) with a separation device (124), through which a part of the external fluid flow in the form of a bypass fluid flow is separated from the external residual fluid flow, and with a mixing device (148) whereby the bypass fluid flow is back mixed into the residual fluid flow after the residual fluid flow has passed the portion (150) of the external heat exchange chambers s (144), and
moreover, the bypass device (126) includes a bypass channel (130), which annularly spans the flow path of the residual fluid flow. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подмешивающее устройство (148) включает в себя по меньшей мере одно место (220) подмешивания, которое простирается, по меньшей мере, по половине контура остаточного потока текучей среды.2. Installation according to claim 1, characterized in that the mixing device (148) includes at least one mixing point (220), which extends over at least half of the residual fluid flow path. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что место (220) подмешивания кольцеобразно простирается вокруг пути потока остаточного потока текучей среды.3. Installation according to claim 2, characterized in that the place (220) of mixing annularly extends around the flow path of the residual fluid flow. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подмешивающее устройство (148) включает в себя несколько мест (220) подмешивания, причем места (220) подмешивания распределены по области подмешивания, которая простирается, по меньшей мере, по половине контура остаточного потока текучей среды.4. Installation according to claim 1, characterized in that the mixing device (148) includes several places (220) mixing, and places (220) mixing are distributed over the mixing region, which extends at least half of the contour of the residual flow fluid medium. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что байпасное устройство (126) включает в себя по меньшей мере один дроссельный элемент (222) в пути потока байпасного потока текучей среды.5. Installation according to claim 1, characterized in that the bypass device (126) includes at least one throttle element (222) in the flow path of the bypass fluid stream. 6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере один дроссельный элемент (222) выполнен в виде потокового барьера с проходными отверстиями (224).6. Installation according to claim 5, characterized in that at least one throttle element (222) is made in the form of a flow barrier with passage holes (224). 7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что вся площадь прохода проходных отверстий (224) в потоковом барьере составляет 150% или менее площади поперечного сечения входа байпасного устройства (126).7. Installation according to claim 6, characterized in that the entire area of the passage of the through-holes (224) in the flow barrier is 150% or less of the cross-sectional area of the inlet of the bypass device (126). 8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подмешивающее устройство (148) расположено выше по потоку от выхода (146; 162) внешней текучей среды из внешней теплообменной камеры (144).8. Installation according to claim 1, characterized in that the mixing device (148) is located upstream from the outlet (146; 162) of the external fluid from the external heat exchange chamber (144). 9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отделительное устройство (124) включает в себя байпасную заслонку (212) для управления поступлением байпасного потока текучей среды в байпасное устройство (126) и заслонку (208) теплообменника для управления поступлением остаточного потока текучей среды в теплообменник (134).9. Installation according to claim 1, characterized in that the separation device (124) includes a bypass damper (212) for controlling the bypass fluid flow into the bypass device (126) and a heat exchanger damper (208) for controlling the flow of residual fluid media into the heat exchanger (134). 10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что байпасная заслонка (212) и заслонка (208) теплообменника связаны друг с другом механически и/или в системе автоматического управления.10. Installation according to claim 9, characterized in that the bypass damper (212) and the damper (208) of the heat exchanger are mechanically and / or connected to each other in an automatic control system. 11. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подмешивающее устройство (124) расположено выше по потоку от входа (132; 160) остаточного потока текучей среды во внешнюю теплообменную камеру (144).11. Installation according to claim 1, characterized in that the mixing device (124) is located upstream from the inlet (132; 160) of the residual fluid flow into the external heat exchange chamber (144). 12. Установка по одному из пп.1-11, отличающаяся тем, что внешняя теплообменная камера (144) выполнена с возможностью протекания подлежащим подаче из камеры (102) сгорания неочищенным газом.12. Installation according to one of claims 1 to 11, characterized in that the external heat exchange chamber (144) is configured to leak raw gas from the combustion chamber (102) to be supplied. 13. Установка по одному из пп.1-11, отличающаяся тем, что внешняя теплообменная камера (144) выполнена с возможностью протекания выработанным в камере (102) сгорания очищенным газом.13. Installation according to one of claims 1 to 11, characterized in that the external heat exchange chamber (144) is configured to leak purified gas generated in the combustion chamber (102). 14. Способ очистки содержащего способные к окислению составные части потока неочищенного газа посредством установки термической очистки отходящего воздуха, включающий следующие шаги способа:
подача потока неочищенного газа в камеру (102) сгорания;
выработка потока очищенного газа путем, по меньшей мере, частичного окисления способных к окислению составных частей потока неочищенного газа в камере сгорания;
перенос тепла из потока очищенного газа в поток неочищенного газа посредством теплообменника (134), причем теплообменник (134) включает в себя протекаемую внутренней текучей средой внутреннюю теплообменную камеру (140) и протекаемую внешней текучей средой внешнюю теплообменную камеру (144);
отделение части внешнего потока текучей среды в качестве байпасного потока текучей среды от внешнего остаточного потока текучей среды посредством отделительного устройства (124) байпасного устройства (126);
подмешивание байпасного потока текучей среды в остаточный поток текучей среды посредством подмешивающего устройства (148) байпасного устройства (126), после того как остаточный поток текучей среды прошел участок (150) внешней теплообменной камеры (144);
причем байпасное устройство (126) включает в себя байпасный канал (130), который кольцеобразно охватывает путь потока остаточного потока текучей среды. 14. The method of purification containing components capable of oxidation of the flow of the crude gas through the installation of thermal cleaning of the exhaust air, comprising the following steps of the method:
supplying a crude gas stream to a combustion chamber (102);
generating a purified gas stream by at least partially oxidizing the oxidizable components of the crude gas stream in a combustion chamber;
heat transfer from the purified gas stream to the crude gas stream by means of a heat exchanger (134), the heat exchanger (134) including an internal heat exchange chamber flowing by an internal fluid medium (140) and an external heat exchange chamber flowing by an external fluid medium (144);
separating part of the external fluid stream as a bypass fluid stream from the external residual fluid stream by means of a separation device (124) of the bypass device (126);
mixing the bypass fluid flow into the residual fluid flow by means of the mixing device (148) of the bypass apparatus (126) after the residual fluid flow has passed the portion (150) of the external heat exchange chamber (144);
moreover, the bypass device (126) includes a bypass channel (130), which annularly spans the flow path of the residual fluid flow.

Images