Rookgas Hëtzt Erhuelung: Ökologie mat Virdeeler

Wann Dir no Weeër sicht fir d'Effizienz vun den Entreprisen am Energiesecteur ze erhéijen, wéi och aner industriell Ariichtungen, déi Ausrüstung benotzen déi fossil Brennstoffer verbrennt (Damp, Heisswaasserkessel, Prozessofen, asw.), d'Fro vum Gebrauch vum Potenzial vun der Flue Gase gëtt iwwerhaapt net erhéicht.

Mëttlerweil, vertrauen op bestehend Berechnung Standarden entwéckelt Joerzéngten ago an etabléiert Standarden fir Schlëssel Leeschtung Indicateuren vun esou Equipement auswielen, Betribssystemer Organisatiounen verléieren Suen, wuertwiertlech hinnen an d'Drain geheien, gläichzäiteg verschlechtert der Ëmwelt Situatioun op enger globaler Skala.

Wann, wéi de Kommando "Éischten Ingenieur", Dir denkt datt et falsch ass d'Geleeënheet ze verpassen fir d'Ëmwelt an d'Gesondheet vun den Awunner vun Ärer Stad mat Virdeeler fir de Budget vun der Entreprise ze këmmeren, liest den Artikel iwwer wéi d'Rookgase an eng Energieressource ëmgewandelt ginn.  

Rookgas Hëtzt Erhuelung: Ökologie mat Virdeeler

Etude Standarden

De Schlësselparameter, deen d'Effizienz vun enger Kesseleenheet bestëmmt, ass d'Temperatur vun den Ofgasen. D'Hëtzt, déi mat Ofgasen verluer ass, mécht e wesentlechen Deel vun all Hëtztverloschter aus (zesumme mat Wärmeverloscht duerch chemesch a mechanesch Ënnerverbrennung vu Brennstoff, Verloschter mat kierperlecher Hëtzt vu Schlacken, souwéi Wärmeleckungen an d'Ëmwelt duerch extern Ofkillung). Dës Verloschter hunn en entscheedende Impakt op d'Effizienz vum Kessel, reduzéiert seng Effizienz. Also verstinn mir datt déi méi niddereg d'Rookgastemperatur, dest méi héich ass d'Effizienz vum Kessel.

Déi optimal Ofgastemperatur fir verschidden Aarte vu Brennstoff a Betribsparameter vum Kessel gëtt op der Basis vun techneschen a wirtschaftleche Berechnungen op der ganz fréicher Etapp vu senger Schafung festgeluegt. Zur selwechter Zäit gëtt déi maximal nëtzlech Notzung vun Ofgashëtzt traditionell erreecht duerch d'Erhéijung vun der Gréisst vu konvektiven Heizflächen, wéi och d'Entwécklung vu Schwanzflächen - Waasserekonomer, regenerativ Loftheizungen.

Awer och trotz der Aféierung vun Technologien an Ausrüstung fir déi komplett Wärme Erhuelung, muss d'Temperatur vun den Ofgasen, laut aktuell reglementaresche Dokumentatioun, am Beräich sinn:

  • 120-180 °C fir Feststoffkessel (ofhängeg vum Feuchtigkeitgehalt vum Brennstoff an den Operatiounsparameter vum Kessel),
  • 120-160 °C fir Kessel, déi Brennstoff benotzen (je no dem Schwefelgehalt dran),
  • 120-130 °C fir Äerdgaskessel.

Déi ugewise Wäerter gi festgeluegt andeems d'Ëmweltsécherheetsfaktoren berücksichtegt ginn, awer haaptsächlech baséiert op den Ufuerderunge fir d'Leeschtung an d'Haltbarkeet vun der Ausrüstung.

Sou gëtt de Minimum Schwell esou festgeluegt, datt de Risiko vu Kondensatioun am konvektiven Deel vum Kessel a weider laanscht de Kanal (an de Rascht a Kamäin) eliminéiert gëtt. Wéi och ëmmer, fir Korrosioun ze vermeiden ass et guer net néideg fir Hëtzt opzebréngen, déi an d'Atmosphär verëffentlecht gëtt anstatt nëtzlech Aarbecht ze maachen.

Rookgas Hëtzt Erhuelung: Ökologie mat Virdeeler

Korrosioun. Eliminéiert Risiken

Mir plädéieren net datt d'Korrosioun en onsympathesche Phänomen ass, deen d'sécher Operatioun vun enger Kesselinstallatioun a Gefor bréngen kann a säi geplangte Liewensdauer wesentlech verkierzen.

Wann d'Rookgase op d'Taupunkttemperatur an drënner ofgekillt ginn, entsteet d'Kondensatioun vu Waasserdamp, zesumme mat deem NOx an SOx Verbindungen an e flëssege Staat passéieren, déi, wann se mat Waasser reagéieren, Säuren bilden, déi e zerstéierende Effekt op d'intern hunn. Flächen vum Kessel. Ofhängeg vun der Aart vum Brennstoff, deen verbrannt gëtt, kann d'Sauertaupunkttemperatur variéieren, souwéi d'Zesummesetzung vun de Säuren, déi als Kondensat ausfällt. D'Resultat ass awer d'selwecht - Korrosioun.

D'Ofgase vu Kesselen, déi op Äerdgas funktionnéieren, besteet haaptsächlech aus de folgende Verbrennungsprodukter: Waasserdamp (H2O), Kuelendioxid (CO2), Kuelemonoxid (CO) an onverbrennt brennbar Kuelewaasserstoff CnHm (déi lescht zwee erschéngen während onvollstänneg Verbrennung vu Brennstoff wann de Verbrennungsmodus ass net ugepasst).

Well d'Atmosphär Loft eng grouss Quantitéit u Stickstoff enthält, entstinn ënner anerem Stickstoffoxiden NO an NO2, zesummen NOx genannt, a Verbrennungsprodukter, déi e schiedlechen Effekt op d'Ëmwelt an d'mënschlech Gesondheet hunn. Wann se mat Waasser kombinéiert ginn, bilden Stickstoffoxide korrosiv Salpetersäure.

Wann Brennstoff Ueleg a Kuel verbrannt ginn, erschéngen Schwefeloxide genannt SOx an de Verbrennungsprodukter. Hiren negativen Impakt op d'Ëmwelt ass och wäit recherchéiert ginn an ass net am Zweiwel. De sauer Kondensat, deen geformt gëtt beim Interaktioun mat Waasser, verursaacht Schwefelkorrosioun vun Heizflächen.

Traditionell gëtt d'Rookgastemperatur, wéi hei uewen gewisen, esou ausgewielt, datt d'Ausrüstung vu sauerem Nidderschlag op den Heizflächen vum Kessel geschützt gëtt. Ausserdeem muss d'Temperatur vun de Gase d'Kondensatioun vun NOx a SOx ausserhalb vum Gaswee garantéieren, fir net nëmmen de Kessel selwer ze schützen, awer och d'Fouss mam Kamäin aus Korrosiounsprozesser. Natierlech ginn et bestëmmte Standarden déi zulässlech Konzentratioune vun den Emissioune vu Stickstoff a Schwefeloxid limitéieren, awer dëst negéiert op kee Fall d'Tatsaach datt dës Verbrennungsprodukter an der Äerdatmosphär accumuléieren an a Form vu sauerem Nidderschlag op hirer Uewerfläch falen. .

De Schwefel, deen am Brennstoff a Kuel enthale gëtt, wéi och d'Entrée vun onverbrennte Partikele vu festen Brennstoff (inklusiv Asche) setzt zousätzlech Konditioune fir d'Reinigung vun den Ofgasen. D'Benotzung vu Gasreinigungssystemer erhéicht däitlech d'Käschte an d'Komplexitéit vum Prozess fir d'Hëtzt vun der Ofgasen ze benotzen, sou datt esou Moossnamen aus wirtschaftlecher Siicht schlecht attraktiv sinn, an dacks praktesch net rentabel.

An e puer Fäll setzen lokal Autoritéiten eng Minimum Ofgastemperatur am Mond vum Stack fir adäquat Ofgasdispersioun a keng Plum ze garantéieren. Zousätzlech kënnen e puer Geschäfter fräiwëlleg sou Praktiken adoptéieren fir hiert Bild ze verbesseren, well d'Allgemengheet dacks d'Präsenz vun enger sichtbarer Rauchplum interpretéiert als Zeeche vun der Ëmweltverschmotzung, während d'Feele vun engem Rauchplum kann als Zeeche vu propper gesi ginn. Produktioun.

All dëst féiert zu der Tatsaach, datt ënner bestëmmte Wiederkonditiounen d'Entreprisen speziell Ofgase kënnen erhëtzen ier se an d'Atmosphär entloossen. Och wann d'Zesummesetzung vun den Ofgase vun engem Kessel, deen op Äerdgas funktionnéiert (et ass am Detail uewen diskutéiert), gëtt et kloer datt de wäisse "Rauch", deen aus dem Kamäin kënnt (wann de Verbrennungsmodus richteg konfiguréiert ass) meeschtens ass Waasserdamp geformt als Resultat vun der Verbrennungsreaktioun vum Äerdgas am Kesseluewen.

De Kampf géint Korrosioun erfuerdert d'Benotzung vu Materialien, déi resistent géint seng negativ Auswierkunge sinn (sou Material existéieren a kënnen an Installatiounen benotzt ginn, déi Gas, Petrolprodukter a souguer Offall als Brennstoff benotzen), wéi och d'Organisatioun vun der Sammlung, der Veraarbechtung vu sauerem Kondensat a seng Entsuergung.

Rookgas Hëtzt Erhuelung: Ökologie mat Virdeeler

Technologie

D'Aféierung vun enger Rei vu Moossname fir d'Temperatur vun den Ofgasen hannert dem Kessel bei enger existéierender Entreprise ze reduzéieren garantéiert eng Erhéijung vun der Effizienz vun der ganzer Installatioun, déi d'Kessel Eenheet enthält, fir d'éischt de Kessel selwer (d'Hëtzt) an et generéiert).

D'Konzept vun esou Léisungen dréit am Wesentlechen op eng Saach: e Wärmetauscher gëtt an der Sektioun vun der Rauch bis an de Kamäin installéiert, deen d'Hëtzt vun den Ofgasen mat engem Killmëttel (zum Beispill Waasser) absorbéiert. Dëst Waasser kann entweder direkt de finalen Kältemëttel sinn, deen erhëtzt muss ginn, oder e Mëttelmëttel, deen Hëtzt duerch zousätzlech Wärmeaustauschausrüstung an en anere Circuit transferéiert.

De schemateschen Diagramm ass an der Figur gewisen:

Rookgas Hëtzt Erhuelung: Ökologie mat Virdeeler
De resultéierende Kondensat gëtt direkt am Volume vum neie Wärmetauscher gesammelt, deen aus korrosionsbeständeg Materialien gemaach gëtt. Dëst ass wéinst der Tatsaach, datt den Taupunkttemperatur-Schwell fir d'Feuchtigkeit am Volume vun den Ofgasen präzis am Wärmetauscher iwwerwonne gëtt. Also ass net nëmmen déi kierperlech Hëtzt vun de Rookgasen nëtzlech benotzt, awer och déi latent Kondensatiounswärmung vum Waasserdamp, deen an hinnen enthale sinn. Den Apparat selwer muss esou entworf ginn datt säin Design net exzessiv aerodynamesch Resistenz ubitt an als Resultat d'Betribsbedingunge vun der Kessel Eenheet verschlechtert.

Den Design vum Wärmetauscher kann entweder e konventionellen recuperative Wärmetauscher sinn, wou d'Wärmetransfer vu Gasen op Flëssegkeet duerch eng Trennwand geschitt ass, oder e Kontakt Wärmetauscher, an deem d'Rookgase direkt a Kontakt mat Waasser kommen, wat gesprayt gëtt nozzles an hirem Flux.

Fir e recuperative Wärmetauscher, d'Léisung vum Problem vum Säurekondensat kënnt op d'Organisatioun vun der Sammlung an der Neutraliséierung. Am Fall vun engem Kontakt Wärmetauscher gëtt eng liicht aner Approche benotzt, e bësse ähnlech wéi periodesch Spülen vum zirkuléierende Waasserversuergungssystem: wéi d'Aciditéit vun der zirkuléierender Flëssegkeet eropgeet, gëtt e gewësse Betrag dovun an de Späicherbehälter geholl, wou et gëtt mat Reagenz behandelt mat der spéider Entsuergung vum Waasser an den Drainagesystem, oder andeems se an den technologesche Zyklus riicht.

Bestëmmte Uwendunge vun der Rookgasenergie kënne limitéiert sinn wéinst Differenzen tëscht der Temperatur vun de Gasen an de spezifesche Temperaturfuerderunge beim Inlet vum energiekonsuméierende Prozess. Wéi och ëmmer, och fir sou anscheinend Doudeger Situatiounen ass eng Approche entwéckelt ginn déi op qualitativ nei Technologien an Ausrüstung hänkt.

Fir d'Effizienz vum Rookgas Wärme Erhuelungsprozess ze erhéijen, ginn innovativ Léisunge baséiert op Wärmepompelen ëmmer méi an der Weltpraxis als Schlësselelement vum System benotzt. A verschiddenen industrielle Secteuren (zB Bioenergie) ginn esou Léisungen op der Majoritéit vun de Kessel benotzt. Zousätzlech Erspuernisser an de primären Energieressourcen an dësem Fall ginn erreecht duerch d'Benotzung net vun traditionellen Dampkompressioun elektresch Maschinnen, mee vu méi zouverlässeg an technologesch fortgeschratt Absorptiounslithiumbromid Wärmepompelen (ABTH), déi Hëtzt erfuerderen anstatt Elektrizitéit fir ze bedreiwen (dacks dëst kann onbenotzt Offallhëtzt sinn, déi am Iwwerfloss a bal all Entreprise präsent ass). Dës Hëtzt vun enger Drëtt-Partei Heizquelle aktivéiert den internen ABTH-Zyklus, deen Iech erlaabt d'verfügbare Temperaturpotenzial vun den Ofgasen ze transforméieren an op méi erhëtzt Ëmfeld ze transferéieren.

Rookgas Hëtzt Erhuelung: Ökologie mat Virdeeler

Resultat

Ofkillung vu Kessel-Rookgase mat sou Léisungen kann zimlech déif sinn - bis zu 30 a souguer 20 °C vun den initialen 120-130 °C. Déi resultéierend Hëtzt ass genuch fir Waasser fir d'Bedierfnesser vun der chemescher Waasserbehandlung, Make-up, waarmt Waasserversuergung a souguer d'Heiznetz ze erhëtzen.

An dësem Fall kann d'Brennstoffspuerung 5÷10% erreechen, an eng Erhéijung vun der Effizienz vun der Kessel Eenheet kann 2÷3% erreechen.

Also, d'Ëmsetzung vun der beschriwwen Technologie erlaabt e puer Problemer op eemol ze léisen. Dëst:

  • déi komplettst a profitabel Notzung vun der Hëtzt vun de Ofgasen (wéi och d'latente Hëtzt vun der Kondensatioun vu Waasserdamp),
  • Reduktioun vun NOx an SOx Emissiounen an d'Atmosphär,
  • eng zousätzlech Ressource ze kréien - gereinegt Waasser (wat nëtzlech an all Entreprise benotzt ka ginn, zum Beispill als Fudder fir Heiznetzwierker an aner Waasserkreesser),
  • d'Eliminatioun vun der Rauchplume (et gëtt kaum sichtbar oder verschwënnt komplett).

D'Praxis weist datt d'Machbarkeet fir sou Léisungen ze benotzen haaptsächlech hänkt vun:

  • d'Méiglechkeet vun nëtzlechen Notzung vun der verfügbarer Hëtzt aus Ofgasen,
  • Dauer vum Gebrauch vun der erhalener thermescher Energie pro Joer,
  • d'Käschte vun Energieressourcen an der Entreprise,
  • d'Präsenz vun Iwwerschreiden vun der maximal zulässlecher Konzentratioun vun Emissiounen fir NOx an SOx (wéi och d'Gravitéit vun der lokaler Ëmweltgesetzgebung),
  • eng Method fir Kondensat ze neutraliséieren an Optioune fir seng weider Notzung.

Source: will.com

Setzt e Commentaire