ТОННЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Полезная модель относиться к области энергетики, а именно к пиролизу и брикетированию органического сырья, и может быть использовано для производства пиролизного газа и топливных брикетов, а также для утилизации отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки различных пород древесины или других органических материалов.
Известен реактор пиролиза биомассы (Патент РФ №2473662, С10В 49/16, С10В 53/02, B01J 8/10, 27.01.2013) содержащий термореактор и систему отвода пиролизных газов. Термореактор установлен вертикально и выполнен с вертикальной загрузкой. В зоне выхода термореактора расположены слой электропроводного угля и слой изолятора, герметизирующего термореактор, а внутри термореактора расположена газоходная труба, на верхнюю часть которой надет кожух таким образом, что нижняя часть кожуха погружена в электропроводный уголь. В пространстве между газоходной трубой и кожухом расположен фильтр-катализатор. В зоне загрузки термореактора установлено устройство подачи воды. Корпус термореактора снабжен теплозащитной оболочкой, при этом корпус реактора и газоходная труба подключены к соответствующим клеммам для подачи напряжения питания, а газоходная труба через вентиль соединена с системой отвода пиролизных газов.
Недостатками укачанного изобретения являются его высокая энергоемкость, низкая производительность и большие габариты устройства, ограничивающие работу только в стационарных условиях.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ непрерывной термической переработки измельченной древесины (Патент РФ №2370520, С10В 53/02, 20.10.2009), включающий загрузку измельченной древесины в горизонтально расположенный реактор, при этом непрерывно осуществляют противоточную подачу теплоносителя из топки. Шнеком, расположенным в начале горизонтального канала реактора, непрерывно создают путем подпрессовки раздельные плотные, но газопроницаемые слои из древесных частиц. Пиролиз проводят последовательно в каждом из подпрессованных слоев при одновременном отводе и конденсации парогазов при фильтрации их в подпресованном слое.
Недостатками указанного изобретения являются его высокая энергоемкость и низкая производительность.
Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:
- процесс производства пиролизного газа технологически связаны с процессом производства топливных брикетов;
- удаление поверхностной влаги и карбонизация сырья осуществляется ИК-лампами, а холодный пиролиз осуществляется с помощью генераторов СВЧ.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание установки для производства пиролизного газа и топливных брикетов.
Техническим результатом использования заявляемой установки является производство пиролизного газа и топливных брикетов отличающиеся низкой себестоимостью за счет непрерывности технологического процесса их производства, использования произведенного пиролизного газа в качестве энергоносителя для работы самой установки, а также утилизации отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки различных пород древесины или других органических материалов.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что тоннельная печь, состоящая из бункера-дозатора, бункера-приемника, движителя, оснащена секцией сушки с ИК-лампами и секцией пиролиза с генераторами СВЧ, позволяющая технологически связать процесс производства пиролизного газа с процессом производства топливных брикетов.
Предлагаемая тоннельная печь иллюстрируется фигурой.
На фигуре представлена тоннельная печь, где изображены корпус тоннельной печи 1, секция сушки 2, секция пиролиза 3, бункер-дозатор 4, бункер-накопитель 5, движитель 6, пресс-экструдер 7, ворошители 8, ИК-лампы 9, генераторы СВЧ 10, газовые форсунки-распылители 11, 12, труба отвода воздуха 13, трубы отвода газа 14, 15.
Тоннельная печь работает следующим образом.
Сырьем для производства пиролизного газа и топливных брикетов является органическое сырье, например, отходы лесозаготовок, лесопиления и деревообработки различных пород древесины или другие органические материалы.
Тоннельная печь содержит корпус 1 и образованные внутри него бункер-дозатор 4, секцию сушки 2, секцию пиролиза 3, бункер-накопитель 5 и движитель 6. При этом корпус 1 выполнен таким образом, чтобы не допускать выхода пиролизного газа из тоннельной печи кроме как через систему отвода пиролизного газа состоящей из труб отвода газов 14, 15 оснащенных циклонами вытяжки пиролизных газов (не указаны).
Сырье загружается в тоннельную печь через бункер-дозатор 4. Бункер дозатор 4 имеет на выходе уравнительную пластину (не указан), с помощью которого регулируют толщину слоя сырья.
Транспортировку сырья в течение всего производственного процесса осуществляется движителем 6 обеспечивающего непрерывность технологического процесса производства топливных брикетов и пиролизного газа. Движитель 6 представлен, как вариант, в виде транспортировочной ленты закольцованной в беспрерывное кольцо-ленту.
С помощью движителя 6 сырье поступает в секцию сушки 2, где для удаления поверхностной влаги к карбонизации подвергается интенсивному нагреву ИК-лампами 9 до температуры 250-350С. С целью равномерного нагрева сырья в секции сушки 2 размещены два или более ворошителя 8 перемешивающих сырье, поступающее из бункера-дозатора 4. При этом процент остаточной влаги в сырье не должен превышать от 5 до 8%, т.к. остаточная влага содержит натуральное связующее вещество - лигнин, способствующий спеканию и прессованию пресс-экструдером 7 сырья в топливные брикеты. Горячий влагонасыщенный воздух из секции сушки 2 отводится через трубу отвода воздуха 13, оснащенной циклоном вытяжки (не указан) и поступает в бункер-дозатор 4 для дополнительного подогрева сырья в зимний период или для иных технических нужд.
Тоннельная печь разделена герметичной перегородкой (не указана) не позволяющей происходить газообмену между секцией сушки 2 и секцией пиролиза 3. В нижней части перегородки имеется регулируемая заслонка (не указана) позволяющая регулировать толщину слоя поверхностно обезвоженного, нагретого до необходимой температуры, сырья транспортируемого движителем 6 из секции сушки 2 в секцию пиролиза 3.
Далее сырье, отдав поверхностную влагу и накопив заданный температурный режим, с помощью движителя 6 поступает в секцию пиролиза 3. Секция пиролиза 3 оснащена генераторами СВЧ 10 для осуществления процесса холодного пиролиза сырья и продолжения процесса карбонизации при температуре около 250-350С.
Часть генераторов СВЧ 10 имеют вертикальное рассеивание шлейфа луча генератора СВЧ, а другая часть генераторов СВЧ 10 работает в горизонтальном широкополосном рассеивании шлейфа инфракрасного луча, благодаря чему процессы холодного пиролиза и карбонизации сырья достигают наибольшего полезного эффекта.
Полученный в ходе процесса пиролиза пиролизный газ отводится из секции пиролиза 3 через трубу отвода газа 14, оснащенного циклоном вытяжки (не указан), а из бункера-накопителя 5 - трубой отвода газа 15, оснащенного циклоном вытяжки (не указан).
Для предотвращения самовозгорания и стабилизации температурного режима сырья предусмотрено применение охлаждающего инертного газа распыляемого с помощью газовых форсунок-распылителей 11 расположенных в секции пиролиза 3 и газовых форсунок-распылителей 12 расположенных в бункере-накопителе 5.
В результате прохождения секции сушки 2 и секции пиролиза 3 сырье превращается в полуфабрикат с высоким содержанием лигнина, способствующим эффективному спеканию и прессованию сырья в топливные брикеты пригодные к длительному хранению и удобной транспортировке.
Сырье после прохождения секции пиролиза 3 движителем 6 переносится в бункер-накопитель 5, а оттуда в пресс-экструдер 7 где сырье прессуется в топливные брикеты.
Применение тоннельной печи позволит производить топливные брикеты и пиролизный газ отличающиеся низкой себестоимостью за счет непрерывности технологического процесса их производства и утилизации отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки различных пород древесины или других органических материалов.