УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОГО УГЛЯ (ВАРИАНТЫ)

Установка для получения древесного угля (варианты)
Полезная модель относится к лесохимическому нроизводству, а именно к установкам для получения древесного угля небольшой мощности неременного действия, используемых преимущественно в полевых (лесных) условиях. Полезная модель также может быть использована для получения тенла.
Известны установки для получения древесного угля нереугливанием в топочном пространстве углевыжигательной нечи.
Известна углевыжигательная нечь, включающая разделенные воздущной полостью корпус, снабженный загрузочной дверью, и наружный кожух патент RU 2012590, опубл. 15.05.1994. В корпусе у пода печи выполнены отверстия для подачи воздуха, корпус выполнен из тонкого материала высокой теплопроводности, предпочтительно стального листа, а наружный кожух - толстостенным из теплоизолирующего материала предпочтительно кирничной кладки, в наружном кожухе выполнены ряд закрываемых дверцами отверстий в нижней части по всему его периметру и вырез в торце для загрузочной двери корпуса печи. Известная печь имеет относительно сложную конструкцию.
В качестве прототипа первого варианта выбрана установка для производства угля, включающая горизонтальный теплоизолированный корпус со съемным многослойным перекрытием и средствами для подвода и отвода теплоносителя а.с. SU 1204627, опубл. 15.06.1986. Относительно сложная конструкция установки не нозволяет ее эффективное использовапие в полевых условиях.
Известны установки для получения древесного угля в реторте, нагреваемой снизу отдельным топочным устройством.
Известна установка для производства древесного угля, включающая печпую камеру с топочным устройством, над которым установлена реторта с отверстиями для выхода парогазов, выполненными в нижней части реторты, печная камера снабжена размещенными внутри ее по вертикальной оси приспособлением для циркуляции дымовых газов от сжигания тонлива, которое может быть вьшолнено как в виде циркуляционной жаровой трубы, размещенной внутри реторты соосно, так и в виде цилиндрической перегородки, установленной по периметру печной камеры между ее стенкой и ретортой патент SU 1790209, опубл. 27.11.1995. Установка имеет относительно сложную конструкцию.
МПК ClOB 53/02
бой для отвода газов патент SU 1834277, опубл. 27.07.1996. Реторта снабжена газораспределительной решеткой и подсоедипена газоходом к топке, дымовая труба и труба для отвода газов из реторты снабжены заслонками, причем труба для отвода газов подсоединена к дымовой трубе. Применяемая система переключения газовых потоков относительно сложна, а конструктивное решение
Решаемая техническая задача - упрощение конструкций установок для получения древесного угля небольшой мощности переменного действия, используемых преимущественно в полевых (лесных) условиях.
Предлагается два варианта установок для получения древеспого угля.
Согласно нервому варианту установка для получения древесного угля включает горизонтальный теплоизолированный корпус, топочное пространство которого снабжено загрузочным окном с крьппкой, а также средства для подвода и отвода тепла. Новым является то, что корпус вьшолнен в виде реторты, высота и ширина которой меньше длины между ее двумя торцами, при этом дно топочного пространства реторты имеет уклон к горизонту 0-8° в сторону одного из торцов, загрузочное окно с крышкой смонтированы на верхней части реторты, а средства для подвода и отвода тепла включают: основную печь, проходяшую через основное отверстие в нижней части первого торца реторты так, что загрузочное отверстие основной печи вьшолнено снаружи реторты, а жаровая труба основной печи выполнена внутри топочного пространства реторты вблизи ее первого торца; стыковой узел со вспомогательным отверстием в нижней части второго торца реторты, вынолненный с возможностью попеременного подсоединения к топочному пространству через вспомогательное отверстие камеры сгорания вспомогательной печи или основной дымовой трубы.
Реторта может быть выполнена в виде горизонтального или близкого к горизонтальному цилиндра.
Дно топочного пространства реторты может иметь уклон к горизонту до 8° в сторону ее первого торца, при этом основная печь смонтирована и вьшолнена с возможностью отвода через нее наружу из топочпого прострапства жидких продуктов пиролиза и/или конденсата.
Лучше, когда реторта вьшолнена с двойными стенками.
Лучше, когда основная дымовая труба снабжена заслонкой.
рез основное отверстие в первом торце реторты, а вертикальная часть корпуса представляет из себя жаровую трубу с отверстиями. Лучше, когда корпус основной печи имеет круглое поперечное сечение.
Установка может содержать дополнительную дымовую трубу, соединенную с верхней частью топочного пространства между торцами реторты. При этом дополнительная дымовая труба может быть выполнена на крышке загрузочного окна.
Согласно второму варианту установка для получения древесного угля содержит корпус с топкой снизу и дымовой трубой с заслонкой сверху, реторту, установленную над топкой внутри корпуса с зазором, снабженную сверху отводной трубой, выполненной с возможностью соединения с топкой газоходом. Новым является то, что корпус сверху снабжен крышкой, сквозь которую проходит вертикальная отводная труба, которая вьшолнена с возможностью соединения с топкой газоходной трубой.
Дымовая труба может быть выполнена на крышке корпуса.
В боковой стенке реторты может быть вьшолнено загрузочное окно с крышкой.
В зазоре между ретортой и корпусом может быть выполнен теплообменник для нагрева внешнего теплоносителя, например воданой трубчатый теплообменник для нагрева внешней воды для бытовых или производственных целей.
Полезная модель поясняется чертежами. Па фиг.1 представлен главный вид установки с горизонтальной ретортой с присоединенной вспомогательной печью, а на фиг.2 главный вид этой же установки с присоединенной основной дымовой трубой. Па фиг.З представлен в разрезе главный вид установки с вертикальной ретортой.
Полезная модель поясняется на двух примерах.
Пример 1. Установка с горизонтальной ретортой (см.фиг.1 и фиг.2).
Установка содержит цилиндрическую реторту 1 с двойными стенками, разделенными воздушной полостью, с топочным пространством 2, снабженную загрузочным окном 3 с свободно-открываемой массивной крьпыкой 4, в которую вмонтирована дополнительная дымовая труба 5 с заслонкой 6. Реторта 1 установлена так, что дно ее топочного пространства 2 имеет уклон к горизонту 2-3° в сторону ее первого торца 7. В нижней части этого торца 7 вмонтирована основная печь 8 L-образная в плане, вьшолненная из трубы, включаюп1;ая загрузочное отверстие 9 с заслонкой (не показана), топку 10, колосниковую решетку И, поддувало 12, жаровую трубу 13 с отверстиями 14 в ее стенках, окно 15 для выпуска конденсата и/или жидких продуктов пиролиза. Установка дополнительно снабжена вспомогательной печью 16 и основной дымовой трубой 17с заслонкой 18, под«,toJ/J/ tJ
соединяемым к топочному нространству 2 через стыковой узел с фланцем 19 и вспомогательным отверстием 20 в нижней части второго торца 21 реторты 1. Все элементы установки выполнены из стали.
Установка действует следующим образом. Древесное сырье, например обрезки березы, загружают в топочное пространство 2 реторты 1 через загрузочное окно 3, причем крышку 4 оставляют приоткрытой, как показано пунктиром на фиг.1. К фланцу 19 присоединяют жаровую трубу вспомогательной печи 16. Далее зажигают древесное топливо в топке 10 основной печи 8 и в топке вспомогательной печи 16. Атмосферный воздух естественной тягой подается в топку 10 через поддувало 12, аналогично - для вспомогательной печи 16. Горячие дымовые газы через отверстия 14 жаровой трубы 13 и через вспомогательное отверстие 20 поступают в топочное пространство 2 с двух сторон реторты 1, проникают между кусками пиролизуемого сырья, поднимаясь к приоткрытому окну 3, при этом пиролизуемое сырье 3 нагревается, содержащаяся в нем влага испаряется и вместе с дымовыми газами выходит через окно 3. После начала пиролиза, т.е. при достижении в середине топочного пространства температуры 275-285°С, вспомогательную печь 16 отсоединяют от фланца 19 и присоединяют к последнему основную дымовую трубу 17, крьщ1ку 4 закрываю не фиксируя так, чтобы она могла приоткрываться при резком повьппении давлении газов в топочном пространстве 2 (см.фиг.2). При этом горячие дымовые газы от отверстий 14 проходят через все топочное пространство 2 и удаляются из него в основном через вспомогательное отверстие 20 с помощью основной дымовой трубы 17 и частично через вспомогательную дьмовую трубу 5 меньщей площади поперечного сечения. Образующиеся в процессе пиролиза жидкие продукты под действием силы тяжести благодаря уклону вытекают из топочного пространства 2 через окно 15 и поддувало 12. В процессе пиролиза контролируют температуру внутри реторты 31 в
пределах 300-450 С, регулируя степепь открытия/закрытия заслонок 6 и 18, а также количеством топлива, подаваемого в топку 10. По окончании экзотермической реакции пиролиза прекращают подавать топливо в топку 10, реторту 1 с готовым древесным углем охлаждают до температуры не более 45°С, после чего реторту 1 перекатывают набок вокруг оси, а готовый древесный уголь выгружают через окно 3.
Установка данной простой конструкции позволяет обеспечить равномерный прогрев относительно большого объема сырья с помощью маломощной топки. Установка содержит вертикальный цилиндрический корпус 22 из огнеупорного
кирпича со стальной крьппкой 23, в которую вмонтирована дымовая труба 24 с заслонкой 25. Внутри корпуса 22 снизу смонтирована вертикальная цилиндрическая опора 26 со сквозными окнами 27, а также топка 28 и трубчатый теплообменник 29. На опору 26 в корпусе 22 с зазором 30 установлена вертикальная цилиндрическая реторта 31, снабженная загрузочным окном с крышкой 32 и отводной трубой 33 с заслонкой 34, соединенной с камерой сгорания топки 28 газоходной трубой 35. Корпус 22 и опора 26 вьшолнены из огнеупорного кирпича, реторта 31 с крышкой 32 - из жаропрочной стали, остальные элементы - из стали.
Установка действует следующим образом. В реторту 31 через загрузочное окно загружают древесное сырье, например сосновую щепу, закрывают герметично крьппкой 32 и помещают в корпус 22 на опору 26. Корпус 22 закрывают сверху крышкой 23, соединяют отводную трубу 33с верхней частью газоходной трыбы 35, открывают заслонки 25 и 34. Далее зажигают древесное топливо в топке 28. Топочные газы проходят через окна 27 зазор 30, обогревая со всех сторон реторту 31с пиролизуемой древесиной, и выходят в атмосферу через дымовую трубу 24. После нагрева пиролизуемой древесины до
температуры 275-285 С (температура начала пиролиза) закрывают заслонку 34 и яетучие продукты пиролиза, образующиеся в реторте 31, отводятся через трубы 33 и 35 в топку 28, где они сжигаются. При этом контролируют температуру внутри реторты 31 в пределах 300-450°С регулируя степень открытия/закрытия заслонок 25 и 34. В опытной установке с объемом реторты 1,5 м процесс пиролиза при указанных температурах длился около 6 часов. В процессе работы в теплообменник 29 может подаваться извне холодная вода для ее нагрева для других нужд. По окончании процесса пиролиза реторту 31 извлекают из корпуса 22 и охлаждают (в это время в корпус 22 уже может быть загружена другая реторта с древесным сырьем). После остывания реторты 31 до температуры, исключающей самовозгорание древесного угля на воздухе, готовый древесный уголь извлекают, открыв крышку 32.
Приведенный примеры использован только для целей иллюстрации возможности осуществления полезной модели и не ограничивает объем правовой охраны, представленный в формуле, при этом специалист в данной области техники относительно просто способен осуществить и другие пути осуществления полезной модели по обоим независимым вариантам.
5