ПЕЧЬ ДЛЯ ПИРОЛИЗА ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
FURNACE FOR WOOD WASTE PYROLYSIS

Изобретение относится к печам, в частности к печам пиролиза, и используется для получения древесного угля высокого качества.
Известна печь, включающая разделенные воздушной полостью наружный изоляционный кожух и внутренний корпус, выполненный из металла высокой теплопроводности и снабженный загрузочной дверью (патент РФ №2151785, МПК С10В 53/02). Недостаток этой печи заключается в том, что теплоизолирующий материал в виде кожуха, отделенного от камеры сгорания воздушной прослойкой, не обеспечивает снижения теплообмена реторты с окружающей средой.
Известна углевыжигательная печь, включающая разделенные воздушной полостью корпус, снабженный в нижней части закрываемыми отверстиями и в торце загрузочной дверью, и наружный теплоизолирующий кожух (патент РФ №2012590, МПК С10В 53/02). Недостатком данной печи является наличие теплоизолирующего кожуха, который не обеспечивает увеличение производительности печи.
Технической задачей изобретения является уменьшение теплообмена реторты с окружающей средой, ускорение процесса пиролиза и увеличение производительности углевыжигательной печи.
Эта задача достигается тем, что в печи для пиролиза древесных отходов, содержащей топку, трубы для подвода тепла и отвода печных газов, согласно изобретению внутренняя часть стенки реторты покрыта эмалью.
В отличие от аналога и прототипа благодаря использованию эмали, которой покрывается внутренняя часть стенки реторты, достигается уменьшение теплообмена камеры сгорания с окружающей средой, с одновременным ускорением процесса пиролиза.
Достижение этих эффектов осуществляется следующим путем. Как известно, средняя теплопроводность для низколегированных сталей около 25-35 Вт/(м*К), а эмали - около 1-2 Вт/(м*К), а это означает, что при нанесении эмали на металл теплопроводность многократно уменьшается. При работе установки об уменьшении теплопроводности реторты так же можно судить по уменьшению количества необходимого топлива для достижения и поддержания температуры пиролиза, о чем свидетельствует чертеж. Как видно из чертежа, для достижения периода экзотермического распада, находящегося в температурном пределе от 275°С до 295°C, требуется меньшее количество времени. В связи с особенностями процесса пиролиза это позволяет задержаться в угле большему количеству химически связанной воды. Благодаря снижению теплообмена для поддержания вышеуказанной температуры в реторте необходимо вводить меньшее количество парогазовой смеси, что положительно сказывается на характеристиках угля, а так же способствует увеличению массы готового угля на 3-6%. Общее время полного цикла пиролиза при этом сокращается примерно в 1,3 раза при незначительном увеличении времени остывания угля. Соответственно при эксплуатации печи, покрытой эмалью, увеличивается как производительность за 1 полный цикл пиролиза, так и месячная производительность установки на 1-2 цикла, за счет уменьшения времени одного полного цикла пиролиза.
Выбор эмали осуществляется исходя из 2-х критериев: температурная устойчивость эмали (должна превышать температуру пиролиза) и коэффициент термического расширения (КТР) (должен быть близок КТР основного материала).
Так как процесс пиролиза древесины, как правило, проходит при температуре не превышающей 550°С, то необходимо применять эмали с температурой стойкости не менее 650-700°С.
Большинство печей для пиролиза древесины изготавливаются из различных низколегированных сталей, следовательно, необходимо выбирать эмаль с отношением КТР эмалевого покрытия к КТР основного металла, равным 1:1,3-1,5. Исходя из малой разницы в коэффициентах термического расширения эмали и основного металла, можно сделать вывод, что растрескивания и отслаивания эмали при охлаждении и нагреве возникать не будет.