Утилизация теплоты и снижение выбросов оксидов азота котлами путем использования контактной комбинированной теплоутилизационной установки

    Комбинированная технология предназначена для снижения выбросов оксидов азота, понижения температуры и утилизации теплоты уходящих газов агрегатов, сжигающих газообразное топливо.
    Основу системы составляет комбинированный теплообменник, который включает в себя контактный экономайзер и контактный воздухоподогреватель, объединенные в общий водяной контур с циркуляционным насосом и промежуточным теплообменником.
    Технология предусматривает снижение образования оксидов азота за счет подачи в топочную камеру увлажненного и подогретого в контактном воздухоподогревателе дутьевого воздуха. Дальнейшая очистка происходит за счет промывания продуктов сгорания в контактном водяном экономайзере (абсорбере) и выведения из цикла СО2 в декарбонизационной колонне. В процессе утилизируется как явная теплота продуктов сгорания, так и скрытая теплота конденсации содержащегося в них водяного пара.
    Внедрение этой технологии позволяет снизить выбросы оксидов азота в атмосферу не менее чем на 50-60%, уменьшить на 8-10% расход топлива (природного газа) и получить конденсат, пригодный для подпитки теплосети.
    Стоимость изготовления такой системы "под ключ", например, для котла производительностью 10 Гкал составляет около 20 тыс. долларов США; срок окупаемости составляет 1 - 1,5 года.

СИСТЕМА ТЕПЛОУТИЛИЗАЦИИ С КОНТАКТНЫМ КОМБИНИРОВАННЫМ ТЕПЛООБМЕННИКОМ

    Предназначена для снижения выбросов оксидов азота, понижения температуры и утилизации тепла уходящих газов агрегатов, сжигающих газообразное топливо.
    Система представляет собой комбинированный теплообменник, который включает в себя расположенные в одном корпусе один над другим контактный экономайзер и воздухоподогреватель, объединенные в общий водяной контур с циркуляционным насосом и промежуточным теплообменником.
    Работает система следующим образом. Уходящие продукты сгорания подаются в контактную камеру экономайзера, где при непосредственном контакте с нагреваемой водой охлаждаются и через каплеуловитель дымососом удаляются в дымовую трубу. Часть продуктов сгорания проходит по байпасному газоходу мимо экономайзера для поддержания "сухого" режима дымовой трубы.
    Нагретая в экономайзере вода собирается в поддоне и насосом подается частично на водораспределитель контактного воздухоподогревателя, откуда поступает на насадку контактной камеры, где при непосредственном контакте с холодным воздухом охлаждается и стекает в поддон. Остальная часть нагретой воды насосом подается через промежуточный теплообменник на систему защиты от обмерзания, а оттуда сливается в поддон. В теплообменнике происходит нагрев воды, подаваемой на внешние потребители (химводоочистку, систему горячего водоснабжения и т.п.). Охлажденная вода из поддона воздухоподогревателя через патрубки с гидрозатворами, соединенными с водораспределителем, подается для нагрева на насадку контактной камеры экономайзера.
    Нагретый и увлажненный в контактном воздухоподогревателе воздух подается через каплеуловитель на всос дутьевого вентилятора. Для подсушки насыщенного влагой нагретого воздуха из верхней зоны котельной. Увлажнение дутьевого воздуха позволяет в 2-2,5 раза снизить выбросы оксидов азота.
    Конструктивное исполнение аппаратов (экономайзера и воздухоподогревателя) один над другим уменьшает площадь их установки. Монтаж производится блоками квадратного сечения, что позволяет по условиям компоновки изменять расположение газовых и воздушных патрубков с шагом 90о.
    Схема теплоутилизации и конструкция теплообменника ЭКТ разрабатываются конкретно для каждого объекта и постоянно совершенствуются.
    Применение системы теплоутилизации дает возможность снизить потребление сжигаемого газа до 15%.
    Подобная установка смонтирована на котельной завода "Стройфарфор" в г.Славута Хмельницкой области Украины за котлоагрегатом ДКВР-10/13. При этом получены следующие технические характеристики:
паропроизводительность котлоагрегата, т/ч 9,8
доля уходящих газов, проходящих через экономайзер,% 50
коэффициент разбавления продуктов сгорания перед
установкой 1,64
температура уходящих газов, оС
- перед экономайзером 110
- после экономайзера 38
температура нагреваемого воздуха, оС
- перед воздухоподогревателем -10
- после воздухоподогревателя +33
температура нагретой циркуляционной воды, оС 46
сопротивление экономайзера, Па 230
сопротивление воздухоподогревателя, Па 320
снижение выбросов оксидов азота, кг/сутки 15,4
экономия природного газа, 5,33

    Весь комплекс работ "под ключ" по проектированию, изготовлению, монтажу и наладке систем теплоутилизации с контактным комбинированным теплообменником производит Институт промышленной экологии.