УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОГО УГЛЯ

Полезная модель относится к области пиролиза древесины, а именно к установкам для производства топливных углей.
Известна конструкция установки для получения древесного угля пиролизом из углеродосодержащего сырья, например, древесины, содержащая блок топочного устройства, блок камеры пиролиза и блок системы газоходов, включающий систему подачи парогазов и систему подачи дымовых газов. Блок камеры пиролиза выполнен в виде корпуса, в котором размещены реторты (контейнеры) с отверстиями для входа дымовых газов, выполненные в днище реторты (контейнера) и отверстием для выхода дымовых газов, выполненным в верхней части. Система подачи парогазов в топочное устройство для периодического их сжигания установлена с внешней стороны блока камеры пиролиза. Приспособления для циркуляции дымовых газов имеют выход в дымовую трубу (Патент №2175666, 7 С10В 1/4, 2001; патент №2236435, 7 С10В 1/4, 2004).
Недостатком такой конструкции является то, что в результате горения пиролизных газов температура поднимается до 1500°С и выше, что требует иметь реторты (контейнеры) из жаропрочной коррозионностойкой стали, и это значительно удорожает продукцию. В ретортах происходит неравномерность прокаливания угля по причине неравномерного теплового воздействия потока топочных газов на реторты по их высоте. Непосредственный контакт сырья с пламенем горящего топлива через отверстия в ретортах ведет к озолению (сгоранию) части сырья и влечет за собой небольшой выход готового продукта. Грузоподъемное устройство для выгрузки контейнера и кантователь усложняют установку.
Задачей полезной модели является создание конструкции установки для получения древесного угля, соответствующего ГОСТам РФ и более простой конструкции.
Поставленная задача решается следующим образом. Установка для получения древесного угля пиролизом из углеродосодержащего сырья, например, древесины, содержит блок топочного устройства, блок камеры пиролиза и блок системы газоходов, включающий систему подачи парогазов и систему подачи дымовых газов. Блок камеры пиролиза выполнен в виде герметичного цельнометаллического цилиндрического корпуса, расположенного непосредственно над топочным устройством. Система подачи парогазов в топочное устройство для периодического их сжигания включает механизм по сжиганию паропиролизных газов, установленный с внешней стороны блока топочного устройства, содержащий задвижку-крестовину для того, чтобы регулировать процесс утилизации парогазов процесса пиролиза, при этом верхняя труба механизма расположена внутри камеры пиролиза по вертикали, а нижняя труба заходит в топочное устройство.
Совокупность общих с прототипом и отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу - создать конструкцию установки для получения древесного угля пиролизом из углеродосодержащего сырья, например, древесины, соответствующего ГОСТам РФ, и более простой конструкции.
Предлагаемая установка для получения древесного угля пиролизом из углеродосодержащего сырья, например, древесины, изображена на чертежах. Фиг.1 - установка для получения древесного угля (общий вид); фиг.2 - то же (вид спереди); фиг.3 - то же (вид сзади).
Установка для получения древесного угля пиролизом из углеродосодержащего сырья, например, древесины, содержит блок топочного устройства 1, блок камеры пиролиза 2 и блок системы газоходов 3. Блок топочного устройства 1 выполнен в виде камеры,
горелок и снабжен регулируемыми шиберными задвижками (на чертеже не показаны). Топочное устройство 1 выполнено с возможностью периодического сжигания парогазов. Блок камеры пиролиза 2 выполнен в виде герметичного цельнометаллического цилиндрического корпуса, расположенного непосредственно над топочным устройством 1. Система подачи парогазов в топочное устройство для периодического их сжигания включает механизм 4 по сжиганию паропиролизных газов, который установлен с внешней стороны блока топочного устройства 1. Механизм 4 по сжиганию паропиролизных газов содержит задвижку-крестовину для того, чтобы регулировать процесс утилизации парогазов процесса пиролиза, при этом верхняя труба механизма 4 расположена внутри камеры пиролиза по вертикали, а нижняя труба заходит в топочное устройство (на чертеже не показаны). Приспособления для циркуляции дымовых газов имеют выход в дымовую трубу 5. Установка содержит загрузочный люк 6 топочного устройства 1 и загрузочный люк 7 камеры пиролиза 2. Установка имеет шасси 8 в виде загнутых швеллеров, окна 9 для подачи воздуха в топочное устройство 1.
Установку используют следующим образом.
Герметичную камеру пиролиза 2 заполняют через загрузочный люк 7 исходным продуктом - сырье в виде колотых поленьев древесины размером от 5 до 18 см в диаметре. Затем загрузочный люк 7 камеры пиролиза плотно закрывается. Топочное устройство 1 загружается дровами через загрузочный люк 6 и дрова разжигаются горелкой после подачи воздуха в окна 9 топочного устройства. Горячие дымовые газы от сжигания топлива выходят через дымовую трубу 5 в атмосферу за счет тяги дымовой трубы. Процесс просушки исходного сырья осуществляют при температуре 180-200°С в камере пиролиза 2 до полного удаления влаги за счет тепла, разогретым топочным устройством 1, температура в котором достигает до 700°С. Затем процесс пиролиза осуществляют при температуре 500-550°С, которую получают подводя внешнее тепло, а также используя тепло
экзотермической реакции сырья в процессе пиролиза. При этом производят разделение смеси парогазов и твердых фракций продукта. Процесс пиролиза характеризуется выделением большого количества древесных газов, которые уходят в топочное устройство и в камеру сжигания остаточных газов, расположенную за пределами установки (на чертеже не показано) и там сжигаются. Процесс пиролиза может продолжаться 6-10 часов. Признаком окончания пиролиза является отсутствие пиролизных горючих газов, которые направляются в топочное устройство системой газопроводов в механизм 4 по сжиганию паропиролизных газов, который регулирует процесс утилизации парогазов процесса пиролиза. По окончании пиролиза секторные заслонки (задвижки, клапаны) (на чертеже не показаны) перекрываются для полного прекращения доступа воздуха (кислорода) в камеру пиролиза и остывания до температуры 20-30°С. Уголь выгружается через выгрузочный люк 6 камеры пиролиза с помощью скребка в емкости (металлические контейнеры, коробки) для контроля остывания и отбора нужной фракции. Уголь вручную фасуется в пропиленовые или бумажные мешки.
Для эффективной и оптимальной организации непрерывного технологического процесса производства древесного угля экономически целесообразнее устанавливать установки попарно на одной площадке. Например, в одной из установок идет сушка, в другой - идет процесс пиролиза, и горючие газы направляются в установку, где идет сушка. Если установить 3-4 установки, то можно обеспечить непрерывность производственного цикла.
Преимуществом предлагаемой полезной модели является:
1. Создание конструкции установки для получения древесного угля пиролизом из углеродосодержащего сырья, например, древесины, которая позволяет получать древесный уголь, соответствующий ГОСТам РФ и более простой конструкции.
2. Мобильность установки в любом районе в любое время года за счет малых габаритов, удобного шасси и независимость от грузоподъемных устройств.
3. Эффективный по продолжительности процесс просушки древесины в герметичной камере пиролиза, так как внешнее тепло равномерно обогревает исходное сырье, и равномерно прокаливает уголь в камере пиролиза по причине равномерного теплового воздействия потока внешнего тепла на все сырье по высоте.
4. Нет непосредственного контакта сырья с пламенем горящего топлива, которое бы вело к озолению (сгоранию) части сырья и влекло бы за собой небольшой выход готового продукта.
5. В процессе получения древесного угля подводится внешнее тепло, а также используется тепло экзотермической реакции сырья в процессе пиролиза.
6. Парогазы направляют в топочное устройство системой газопроводов в механизм по сжиганию паропиролизных газов, который включает задвижку-крестовину и регулирует процесс утилизации парогазов процесса пиролиза.
7. В результате равномерного обогрева древесины исключается возможность возникновения напряжений (вызывающих образование трещин, снижающих сопротивление древесного угля раздавливанию, т.е. уменьшающих его прочность).