Regeneratory Ceramiczne Honeycomb
W ostatnim czasie, rosnąca konkurencja w przemyśle, spowodowała konieczność redukcji kosztów produkcji. To z kolei zmusza producentów do kładzenia coraz większego nacisku na dostawcach technologii, do obniżania ilości zużywanego paliwa i kosztów energii zużywanej w produkcji. Ponadto, najnowsze, bardzo restrykcyjne normy dotyczące limitów gazów zanieczyszczających atmosferę (na przykład NOX, CO2, CO), oraz ciągły wzrost świadomości znaczenia ekologii, skutkuje dużym zainteresowaniem przemysłu najnowszymi technologiami spalania.
Powyższe warunki i cele można osiągnąć stosując technologię HiTAC (z ang. High Temperature Air Combustion) połączoną z technologią HRS (z ang. High-cycle Regenerative System) czyli technologii opartej o regeneratory ceramiczne.
Regeneracyjne wymienniki energii (ciepła) wykorzystywane w palnikach HRS są wykonane z ceramicznych elementów Honeycomb.
Typowy Honeycomb używany jako regenerator posiada 100 komórek (przestrzeni) na cal kwadratowy. Tak duża ilość komórek w porównaniu z konwencjonalnymi regeneratorami kulkowymi zapewnia następujące zalety:
- dużą powierzchnię wymiany ciepła, równą 1307 m2/m3, około 7-krotnie większa niż w przypadku kulek ceramicznych o średnicy 20 mm,
- duży równoważny współczynnik wymiany ciepła na objętość, równy 165 kW/m3∙K, około 5-krotnie większy niż w przypadku kulek ceramicznych.
- niską masę jednostkową, 3-krotnie mniejszą niż w przypadku kulek.
- małą objętość, około 5-krotnie mniejszą niż w przypadku kulek – ta cecha czyni palniki kompaktowymi i łatwymi do instalacji, zwłaszcza podczas przebudowy pieca.
- krótki optymalny czas przełączania równy 30-stu sekundom, przy którym złoże osiąga najwyższą sprawność. Jest to 2 – 4 razy krócej niż w przypadku kulek. Krótki czas pomiędzy przełączeniami skutkuje niewielkimi wahaniami temperatury podgrzanego powietrza.
- niski spadek ciśnienia na złożu, zwykle 3 – 4 krotnie niższy niż na złożach kulkowych.
- brak problemów z zatykaniem się złoża, dzięki odpowiedniej konstrukcji regeneratorów Honeycomb.
Poza typowym elementem Honeycomb posiadającym 100 komórek (przestrzeni) na cal kwadratowy występują również elementy Honeycomb o okrągłym kształcie. Dostępne są także elementy z mniejszą ilością komórek na przykład 54 komórki na cal kwadratowy. Elementy Honeycomb wykonane są z dwóch typów materiałów, z których jeden zawiera prawie czystą aluminę, drugi natomiast wykonany jest z kordierytu.
Typowym zastosowaniem regeneracyjnych wymienników ciepła w systemach palników HRS są:
- przemysł stalowniczy w różnych typach pieców,
- tak zwane regeneracyjne dopalacze termiczne, wykorzystywane do wysoko wydajnościowej termicznej utylizacji zanieczyszczonych gazów węglowodorowych.
Regeneratory ceramiczne honeycomb wykorzystano w palnikach HRS w projekcie ICS001 w walcowni Ferrostal, Gliwice.
