ПЕЧЬ УГЛЕВЫЖИГАТЕЛЬНАЯ

Полезная модель относится к области лесохимии. Печь используется для получения древесного угля путем пиролиза древесины и отходов лесного хозяйства. Древесный уголь находит свое применение в металлургии как восстановитель и в быту в качестве экологически чистого топлива с высокой теплоотдачей.
Из предшествующего уровня техники (1) известна углевыжигательная печь, включающая разделенные воздушной полостью корпус, снабженный загрузочной дверью, и наружный кожух, в корпусе у пода печи выполнены отверстия для подачи воздуха. Данная конструкция имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, не решена проблема выбросов экологически вредных газов и пиролизной жидкости. Во-вторых, в известной конструкции получают неравномерно прокаленный уголь по причине значительного удаления центральной части корпуса от потока топочных газов, что является причиной неравномерного теплового воздействия на древесину и снижает качество продукта. В-третьих, время производственного цикла в данной конструкции велико вследствие относительно малой площади контакта корпуса и теплоносителя при сушке и пиролизе. Как показывает производственная практика, в конструкциях известного типа вследствие действия высоких температур и силы тяжести сырья быстрому физическому износу подвержено дно корпуса. В известном изобретении проблема быстрой и экономичной замены дна корпуса не решена.
Технической задачей полезной модели является создание конструкции печи для пиролиза древесины, характеризующейся повышением качества готовой продукции, сокращением вредных отходов производства, ускорением производственного цикла и упрощением ремонтных работ по замене дна камер сушки и пиролиза.
Для решения обозначенной задачи конструкция будет обладать следующими существенными признаками.
Повышение качества готовой продукции будет достигаться за счет создания технической возможности вертикального расположения древесины в камерах сушки и пиролиза. При таком положении сырья облегчается выход газообразной фазы, сток жидкой фазы, ускоряется пиролиз, улучшается качество угля (2).
Сокращение вредных отходов производства будет получено благодаря сгоранию пиролизной жидкости и пиролизных газов.
Ускорение производственного процесса на стадии будет достигнуто за счет увеличения площади контакта поверхности камер сушки и пиролиза с теплоносителем путем разделения камеры сушки и пиролиза на несколько равных частей с воздушной прослойкой между ними.
Упрощению ремонтных работ по замене дна камер сушки и пиролиза будет способствовать конструктивная особенность дна - его сменность без применения сварки.
Устройство, обладающее общими с прототипом и отличительными, позволяющими решить техническую задачу, признаками имеет следующее описание.
На фиг.1 изображена описываемая печь углевыжигательная, продольный разрез.
Полезная модель содержит металлический теплоизолированный корпус 1, в продольном разрезе он представляется собой равнобедренную трапецию с углом у нижнего основания менее 90 градусов, в поперечном разрезе - прямоугольник. Стенки корпуса 2 являются съемными. Внутри корпуса расположены четыре камеры сушки и пиролиза 3, которые в продольном разрезе имеют форму прямоугольной трапеции с углом при нижнем основании менее 90 градусов. Расположенные под углом менее 90 градусов стенки 4 камер сушки и пиролиза 3 являются съемными. Указанная форма корпуса 1 и камер сушки и пиролиза 3 позволяет надежно крепить стенки 2 и 4 к корпусу 1 камерам сушки и пиролиза 3 соответственно под действием силы тяжести стенок. К стенкам 2 и 4 по периметру приварен уголок, повышающие теплоизоляцию и надежность крепления стенок 2 и 4 к корпусу 1 и камерам сушки и пиролиза 3. Дно 5 камер сушки и пиролиза представляет собой колосниковую решетку, является сменным и покоится на уголках, приваренных к корпусу камер. Внутри камер, разделяя длинную сторону камер пополам и вдоль наклонной боковой стороны по всей высоте камеры с интервалом в 40 см. предусмотрены пазы для штырей 6, обеспечивающие вертикальную укладку сырья. Для повышения прочности и долговечности камеры сушки и пиролиза снабжены ребрами жесткости, представляющими собой уголки, приваренные сплошным швом с обеих сторон углов камер 3. Источником теплоносителя служит топка с загрузочным люком 7. В нижней части трапецевидных сторон корпуса 1 расположены люки для поступления воздуха (на чертеже не показаны).
Устройство работает следующим образом.
Влажное древесное сырье загружают в камеры сушки и пиролиза 3 вертикально следующим образом: закладывают нижний ряд сырьем до штыря 6, устанавливают штырь 6, который удерживает сырье в вертикальном положении, затем закладывают следующий ряд сырья и т.д. Закрывают камеры сушки и пиролиза 3 стенками 4, стыки изолируются смесью асбеста и глины. Также поступают со стенками корпуса 2. Стенки 2 и 4 плотно прилегают к корпусу 1 и камерам сушки и пиролиза 3 за счет действия силы тяжести. В топку 7 закладывают топливо и поджигают, получают топочные газы температурой около 650°С. Теплоноситель - топочные газы - равномерно распределяются по внутреннему объему корпуса 1, в котором разбавляются воздухом, поступающим через люки, до температуры около 300°С. В камерах сушки и пиролиза 3 происходит сушка сырья, сопровождающаяся выделением парогазовой смеси, которая из-за возникновения избыточного давления удаляется из камер сушки и пиролиза 3 через отверстия в колосниковой решетке, а затем направляется в тяговую трубу 8. По окончании процесса сушки начинается пиролиз уже сухого сырья, протекающий при температуре 600-650°С. Для поддержания заданной температуры во внутреннем объеме корпуса 1 люки закрываются. Происходит термическое разложение древесины с получением угля и горючих пирогазов и пиролизной жидкости. Через отверстия в колосниковой решетке пирогазы и пиролизная жидкость выходят во внутренний объем корпуса 1, где при помощи горячего топочного газа сгорают, выделяя тепло. Токсичные вещества, образующиеся в процессе пиролиза, разлагаются при горении парогазовой смеси. После окончания процесса пиролиза для ускорения остывания готовой продукции посредством естественной вентиляции с корпуса 1 снимаются стенки 2. После остывания из камер сушки и пиролиза вынимается готова продукция. В случае износа дна 5 камер сушки и пиролиза 3, они заменяются без применения сварочного оборудования. Загружается новое сырье, цикл повторяется.
Полное сжигание пирогазов и пиролизной жидкости обеспечивает экономию топлива и экологическую чистоту, разделение камеры сушки и пиролиза на четыре части ускоряет процессы сушки и пиролиза и сокращает время остывания угля, что приводит к повышению производительности печи, возможность вертикального расположения сырья также повышает производительность печи и повышает качество готовой продукции. Сменное дно в камерах сушки и пиролиза обеспечивает легкость проведения ремонтных работ.
Источники информации
1. Патент РФ на изобретение №2012590 С1, кл. С10В 53/02, С10В 15/02, 15.05.1994
2. Патент РФ на изобретения №2186084 С2, кл. С10В 53/02, С10В 1/04 27.07.2002