Способ получения древесного угля и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к пиролизу древесины и позволяет повысить производительность печи и улучшить качество получаемого угля. Реторту 9 загружают древесным сырьем, закрывают крышкой 10 и помещают в корпус 1. Через трубу для отвода газов 15, соединенную с дымовой трубой, подают горячие дымовые газы. После внутреннего нагрева сырья до температуры 275-285^oС пиролиз продолжают, нагревая сырье в печи через стенку реторты. Для чего заслонку открывают, топочные газы поступают через отверстия 7 в полость корпуса 1, обогревая снаружи реторту 9. По окончании процесса пиролиза реторту 9 извлекают из корпуса 1 и охлаждают. 2 с.п. ф-лы. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к пиролизу древесины. Целью изобретения является повышение производительности печи и улучшение качества получаемого угля. В предлагаемом способе более быстро и равномернее, чем в способе по прототипу, прогревается весь объем реторты до температуры экзотермической реакции (275-285^oС), за счет которой происходит выделение тепла во всем объеме древесины, и в совокупности с внешним обогревом температура в реторте достигает температуры пиролиза (450^oС). За счет внутреннего нагрева пиролиз идет равномерно по всему объему пиролизуемой массы, что позволяет получить древесный уголь одинакового качества в каждой точке реторты, чего нельзя добиться в ретортах, использующих только внешний обогрев. Продолжение процесса пиролиза методом внешнего обогрева приводит к тому, что карбонизация идет в среде пиролизных газов без доступа топочных газов, что повышает качество угля, в частности его плотность и прочность. Заявляемое техническое решение поясняется схемой устройства, показанной на чертеже. Устройство содержит корпус 1 с коллектором 2 и дымовой трубой 3 с заслонкой 4, 8 нижней части корпуса 1 находится топка 5 с газоходом 6 и отверстиями 7. Газоход 6, имеет уплотняющее кольцо 8. Внутри корпуса 1 находится реторта с крышкой 10, которая одновременно является и крышкой корпуса 1. 8 нижней части реторты 9 имеется отверстие 11 с уплотнительным фланцем 12. газораспределительная решетка 13 и герметизирующее кольцо 14. Крышка 10 имеет трубу для отвода газов 15 и заслонку 16. Труба для отвода газов 15 соединена с дымовой трубой 3 с возможностью перемещения. Устройство работает следующим образом. Реторту 9 загружают древесным сырьем, закрывают крышкой 10 и помещают в корпус 1. Соединяют трубу для отвода газов 15 и дымовую трубу 3. Труба 15 имеет возможность смещаться вверх по дымовой трубе 3, а также вращаться относительно этой трубы. В дымовой трубе 3 имеется отверстие (на схеме показано пунктирной линией). В рабочем положении (как показано на схеме) отверстие открыто. При отводе газов по трубе 15 отверстие перекрывается. При загрузке реторты 9 газоход 6 входит в отверстие 11 и происходит поджатие уплотнительного фланца 12 к уплотнительному кольцу 8. Перекрывают заслонку 4, открывают заслонку 16 и начинают внутренний прогрев пиролизуемой массы. Прогрев осуществляют топочными газами, образующимися в топке 5 при сжигании древесного топлива. Топочные газы проходят через газоход 6, отверстие 11 и газораспределительную решетку 13 внутрь реторты 9, обогревают пиролизуемую древесину и выводятся в атмосферу через трубу 15 и дымовую трубу 3. Часть топочных газов попадает в отверстия 7, прогревает полость корпуса 1. При нагреве пиролизуемой массы до температуры начала экзотермической реакции (275-285^oС) пиролиз продолжают методом внешнего обогрева, поднимая температуру до 450^oС. Для этого открывают заслонку 4, перекрывают заслонку 16 и топочные газы поступают через отверстия 7 в полоть корпуса 1, собираются коллектором 2 и выводятся через дымовую трубу 3 в атмосферу, обогревая снаружи реторту 9. Летучие продукты пиролиза, образующиеся в реторте 9, выводятся через отверстие 11 по газоходу 6 в топку 5, где они сжигаются. По окончании процесса пиролиза реторту 9 извлекают из корпуса 1, устанавливают на ровную площадку и охлаждают отдельно от корпуса 1. При этом герметизирующее кольцо 14 обеспечивает необходимую герметизацию реторты 9. Возможность возгорания горячего угля при выгрузке реторты 9 из корпуса 1 исключается кратковременностью процесса выгрузки и повышенной температурой внутри реторты 9, за счет чего происходит истечение остаточных газов из реторты 9 и исключается подсос воздуха. Выгруженная реторта остывает отдельно, а в корпус 1 загружается новая реторта. В лабораторной установке получены образцы древесного угля способами внутреннего и внешнего обогрева и предлагаемым способом. В качестве сырья взята сосновая щепа. Условия проведения опытов одинаковы. Результаты приведены в таблице. В предлагаемом способе время прогрева пиролизуемой массы до температуры начала экзотермической реакции на два часа меньше, чем в реторте внешнего обогрева. Следовательно, предлагаемый способ позволяет сократить технологический цикл на два часа. Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом выражаются в возможности получения древесного угля равномерного качества во всем объеме реторты. Предложенное устройство позволяет механизировать операции загрузки выгрузки реторты, проводить их вне объема печи, что повышает производительность конструкции, улучшает условия труда. Внутренний прогрев пиролизуемой массы до температуры начала экзотермической реакции позволяет сократить время прогрева, что также увеличивает производительность устройства.

Формула изобретения

1. Способ получения древесного угля, включающий загрузку сырья в металлическую реторту, нагрев сырья в печи через стенку реторты и охлаждение полученного угля вне объема печи, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи и улучшения качества получаемого угля перед нагревом сырья через стенку реторты сырье подвергают внутреннему прогреву дымовыми газами до температуры 275-285^oС. 2. Устройство для получения древесного угля, содержащее корпус с топкой и дымовой трубой, реторту с крышкой и трубой для отвода газов, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества получаемого угля, реторта снабжена газораспределительной решеткой и подсоединена газоходом к топке, дымовая труба и труба для отвода газов из реторты снабжены заслонками, причем труба для отвода газов подсоединена к дымовой трубе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2