УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОГО УГЛЯ

Полезная модель относится к области получения угля из древесины и ее отходов и может быть использована в леспромхозах, лесхозах и на предприятиях деревообработки.
Известно устройство, включающее топку и пиролизную камеру с выемными ретортами, RU 2115689.
Процесс получения древесного угля в известном устройстве осуществляется в стальных ретортах без доступа кислорода воздуха путем нагрева до температуры около 450°С дымовыми газами, поступающими в пиролизную камеру из топки. Под воздействием тепла происходит сначала сушка древесины, а затем ее термическое разложение до углерода - пиролиз. В процессе пиролиза образуются пиролизные газы, которые выходят через отверстия в дне реторты и сгорают в пиролизной камере с выделением дополнительного тепла.
Известное устройство имеет следующие недостатки. Для получения температуры внутри реторты 450°С, дымовые газы внутри пиролизной камеры должны иметь температуру 600-650°С. При высокой температуре внутри пиролизной камеры и существующих требованиях техники безопасности, ограничивающих температуру наружных стенок аппаратов 55°С, стенки пиролизной камеры имеют сложную конструкцию и развитую теплоизоляцию для предотвращения теплопотерь.
Сушка древесины внутри реторты в той же камере, в которой производят пиролиз, более чем в два раза снижает производительность устройства, так как продолжительность сушки больше, чем пиролиза.
Более эффективным является устройство для получения древесного угля, включающее топку, пиролизную камеру с установленными в ней выемными ретортами, обращенными выпускными отверстиями вниз, и сушильные камеры, RU 2150483; пиролизная камера изолирована от окружающего пространства сушильными камерами, которые имеют общие стенки с пиролизной камерой и соединены между собой последовательно газоходом.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Недостатком прототипа является то обстоятельство, что, поскольку реторты находятся на разных расстояниях от топки, то они нагреваются с разной скоростью. При этом пиролиз древесины протекает в ретортах тем дольше, чем более удалена реторта от топки. Это приводит к неравномерности ритма смены реторт в пиролизной камере, что усложняет и увеличивает общую продолжительность процесса получения древесного угля в целом. Кроме того, серьезным недостатком прототипа является то обстоятельство, что трубы для отвода пиролизных газов из реторт в топку имеют существенно разную длину, в результате чего пиролизные газы проходят разный путь. Пиролизные газы из наиболее удаленных от топки
реторт успевают при этом сконденсироваться, конденсат подвергается крекингу, коксуется и забивает трубы, нарушая работу устройства.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение равномерного нагрева реторт в пиролизной камере и тем самым выравнивания скорости пиролиза древесины в них, что позволяет достичь равномерности ритма смены реторт; кроме того, решается задача уменьшения конденсации и обусловленного ею крекинга продуктов пиролиза (пиролизных газов) и, соответственно, снижения степени забивания труб.
Согласно полезной модели в устройстве для получения древесного угля, включающем топку, пиролизную камеру с установленными в ней выемными ретортами, обращенными выпускными отверстиями вниз, и сушильную камеру, выемные реторты расположены вдоль стенок топки; сушильная камера может быть снабжена одним или более выемными контейнерами для дров, в боковых стенках которых выполнены газопропускные отверстия.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображено:
на фиг.1 - схема устройства в поперечном разрезе (Б-Б на фиг.2);
на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1;
на фиг.3 - выемной контейнер в аксонометрии.
Устройство для получения древесного угля включает топку 1, пиролизную камеру 2; в пиролизной камере 2 установлены выемные реторты 3, обращенные выпускными отверстиями 12 вниз. Сушильная камера 4 снабжена одним или более выемными контейнерами 5 для дров. В конкретном примере имеется два выемных контейнера. В боковых стенках 6 контейнеров 5 выполнены газопропускные отверстия 13. В стенках топки 1 выполнены газопропускные отверстия 7. Между пиролизной камерой 2 и сушильной камерой 4 образована смесительная камера 9, в которую через крышку 15 с регулируемым клапаном 16 может подаваться холодный воздух для снижения до требуемой величины температуры попадающих из пиролизной камеры дымовых газов перед их поступлением в сушильную камеру 4. В стенках 14 камеры 9 выполнены отверстия 8 для прохода дымовых газов; в стенке 17, разделяющей камеры 4 и 9, выполнены отверстия 18 для пропуска дымовых газов в сушильную камеру 4. Сушильная камера 4 соединена боровом 10 с дымовой трубой 11.
Устройство работает следующим образом.
В топке 1 сжигают древесное топливо, например, дрова, при этом образуются топочные газы с температурой 600-650°С. Топочные газы через газопропускные отверстия 7 поступают в пиролизную камеру 2 и нагревают реторты 3 с загруженным в них древесным сырьем. По мере достижения внутри реторт 3 температуры 400-450°С происходит термическое разложение древесины с получением твердой фракции в виде
углеродного остатка - древесного угля и пиролизных газов, которые через выпускные отверстия 12 под избыточным давлением выходят в газосборные конусы 19 и далее по трубам (не показаны) поступают в топку 1. В топке 1 пиролизные газы сгорают, и при этом образуются горячие дымовые газы. Эти газы через отверстия 7 поступают в пиролизную камеру 2 и передают тепло ретортам 3. Затем дымовые газы из пиролизной камеры 2 поступают через отверстия 8 в стенке 14 в смесительную камеру 9, в которую через крышку 15 с регулируемым клапаном 16 может подаваться холодный воздух для снижения до требуемой величины автоматически регулируемой температуры поступающих из пиролизной камеры 2 дымовых газов. Затем из камеры 9 через отверстия 16 в стенке 15, разделяющей сушильную камеру 4 и смесительную камеру 9, дымовые газы поступают в сушильную камеру 4 и затем в контейнеры 5 через отверстия 13 в их боковых стенках 6, где нагревают находящуюся в выемных контейнерах 5 древесину для последующего размещения ее в ретортах 3. Отработанные дымовые газы из сушильной камеры 4 удаляются через боров 10 и дымовую трубу 11. Реторты 3, в которых закончился процесс пиролиза, с готовым древесным углем вынимаются и устанавливаются в кассету для остывания на песчаный затвор (на чертежах не показан).
Режим работы устройства - непрерывный относительно устройства в целом и периодический по протеканию процесса в каждой реторте. Сдвиг во времени между операциями выемки и закладки реторт равен
продолжительности пиролиза, поделенной на количество реторт, единовременно находящихся в пиролизной камере 2.
Реализация отличительных признаков полезной модели обусловливает достижение важного технического результата. Благодаря тому, что выемные реторты, расположенные вдоль стенок топки, находятся, практически, на равных от нее расстояниях, они нагреваются с одинаковой скоростью, при этом пиролиз древесины протекает во всех ретортах в течение одного и того же времени; поэтому обеспечивается равномерный ритм смены реторт в пиролизной камере, что позволяет упростить процесс в целом и сократить его общую продолжительность.
Кроме того, благодаря тому, что предложенное техническое решение позволяет выполнить трубы для отвода пиролизных газов из реторт равной и при этом небольшой длины, значительно уменьшается конденсация газов, крекинг конденсата, коксование и забивание труб.
Для реализации полезной модели используются распространенные материалы и известное оборудование, что, по мнению заявителя, обусловливает соответствие полезной модели критерию «промышленная применимость».