Углевыжигательная печь

 

Использование: в лесохимической промышленности для получения древесного угля. Сущность изобретения: в углевыжигательной печи, содержащей цилиндрическую емкость с камерами загрузки и пиролиза и источники нагрева, цилиндрическая емкость выполнена с шаговым поворотом на горизонтальном опорном валу с изолированными друг от друга камерами-секторами, причем на валу установлен кольцевой коллектор распределения газов и жидкости, а источники нагрева выполнены в виде теплоотражательных экранов. 6 ил.

Изобретение относится к устройствам химической технологии древесины и может быть использовано в лесохимической промышленности для получения древесного угля.

Известна двухкамерная углевыжигательная печь, по способу производства древесного угля выполненная с разделением по месту и функциональному назначению камер пиролиза и охлаждения древесного угля, с возможностью периодического переноса продукции на фазах перепада из одной камеры в другую при неизменном функциональном назначении каждой из камер.

Однако эта печь кинематически и конструктивно сложна, требует периодической разгерметизации камеры пиролиза для ее загрузки и разгрузки.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является кольцевая печь для производства кокса, выполненная в виде вертикально стоящей, герметично закрытой цилиндрической емкости, снабженной внешней тепловой изоляцией и оснащенной вращающимся вокруг геометрической оси емкости полом.

Недостатком кольцевой печи является ее непригодность для производства древесного угля из-за отсутствия камеры охлаждения, поскольку гашение водой, как это имеет место при получении каменноугольного кокса, исключается, а использование дополнительной камеры охлаждения повышает металлоемкость, удорожает конструкцию, требует применения технических средств перевалки горячего древесного угля в камеру охлаждения. Все это вызывает потери продукции и удлинение цикла производства, определяемого временем охлаждения продукции.

Техническим результатом изобретения является сокращение цикла производства древесного угля, а следовательно, и повышение производительности.

Технический результат обеспечивается тем, что цилиндрическая печь выполнена поворотной, с шагом 120^о, и снабжена изолированными друг от друга камерами-секторами с возможностью последовательного изменения положения в пространстве и функционального назначения камер-секторов, с оснащением печи кольцевым коллектором и источником нагрева в виде теплоотражательных экранов.

На фиг. 1 изображена углевыжигательная печь; на фиг.2 то же, поперечное сечение; на фиг.3 узел рециркуляции парогазовой смеси, продольный разрез; на фиг.4 то же, вид с торца устройства; на фиг.5 узел отбора парогазовой смеси, жижки и подачи в камеру охлаждения инертного газа; на фиг.6 сечение А-А на фиг.5.

Углевыжигательная печь выполнена в виде цилиндрической емкости 1 с боковыми 2 и торцовыми 3 стенками, соосно посаженной на опорную трубу 4. Труба 4 опирается в подшипниковых узлах 5 на две опоры 6, установленные на раме 7. Емкость 1 продольными перегородками 8 делится на три камеры-сектора: камеру-сектор 9 загрузки и подсушки пиролизного сырья, камеру-сектор 10 сушки и пиролиза, а также камеру-сектор 11 охлаждения и выгрузки древесного угля. Каждая камера-сектор снабжена люком 12, оснащенным крышкой 13, опирающейся на уплотнения 14. Перегородки 8 и поверхность трубы 4 в пределах емкости 1 снабжены слоем 15 изоляции. Труба 4 выполнена с уклоном до 2% в сторону одной из торцовых стенок 3 емкости 1 для стока жижки. Над камерой-сектором 10 сушки и пиролиза, а также камерой-сектором 9 подсушки пиролизного сырья с внешней стороны боковых стенок 2 установлены большой 16 и малый 17 теплоотражательные экраны, оснащенные теплоизлучателями 18. Все три камеры-секторы 9-11 жестко и герметично связаны всасывающими патрубками 19 с внутренней полостью трубы 4 через торцовую стенку 3. С противоположной стороны емкости 1 камеры-секторы 9-11 соединены с внутренней полостью трубы 4 тремя нагнетательными патрубками 20, снабженными запорными устройствами 21, оснащенными индивидуальными приводами 22.

Концы трубы 4 в створе стенок 3 отделены заглушками 23 от ее средней части, снабженной изоляционным материалом (слой 15). На обоих концах трубы 4 установлены торцовые муфты 24 с графитовыми уплотнениями, жестко и герметично связанные с трубопроводом 25 рециркуляции парогазовой смеси в секторе 10 сушки и пиролиза. В разъеме трубопровода 25 рециркуляции установлен вентилятор 26. На опорной трубе 4 посажены торцовые муфты 24, опорные подшипники (узлы 5) и кольцевой коллектор 27. Посадочное место для коллектора 27 выполнено в виде кольцевого утолщения 28 трубы 4. Патрубки 29 отвода избытка парогазовой смеси и патрубки 30 сбора жижки связывают емкость 1 с тремя камерами 31 кольцевого утолщения 28 коллектора 27. Полость камер 31 связана с внешней поверхностью кольцевого утолщения 28 каналом 32. Обойма кольцевого коллектора 27 снабжена патрубком 33 выпуска парогазовой смеси и малой емкостью 34 с крышкой 35, снабженной отверстием 36. Под углом 120^о к патрубку 33 в объеме кольцевого коллектора 27 установлен патрубок 37, соединенный через редукционный клапан 38 с баллоном 39, наполненным инертным газом. Нагнетательные патрубки 20 в пределах емкости 1 снабжены соплами 40. На трубе 4 установлен привод 41 поворота емкости 1.

Углевыжигательная печь работает следующим образом.

В камеру-сектор 9 через люк 12 загружают пиролизное сырье. Стенки 2 камеры-сектора 9 прогреваются теплоизлучателями 18, размещенными на малом теплоотражательном экране 17. Излучением от внутренних стенок 2 пиролизное сырье разогревается и отдает большую часть влаги, которая удаляется через люк 12, затем люк 12 закрывают крышкой 13, плотно прилегающей к уплотнению 14. Приводом 41 емкость 1, посаженную на трубу 4, поворачивают на угол 120^о относительно подшипниковых узлов 5 опор 6, опирающихся на раму 7. Загруженное пиролизное сырье устанавливают под теплоотражательный экран 16. При этом с позицией функционирования и нового местоположения камера-сектор 9 загрузки и подсушки пиролизного сырья в результате поворота емкости 1 и под воздействием излучателей 18 на боковую поверхность 2 трансформируется в камеру-сектор 10 сушки и пиролиза. Включают вентилятор 26. Через всасывающий патрубок 19 парогазовая смесь из камеры-сектора 10 поступает в трубу 4 и затем по трубопроводу 25 через торцовую муфту 24 подается в нагнетательный патрубок 20. По патрубку 20 при открытом запорном устройстве 21 через сопла 40 парогазовая смесь поступает в сектор 10. Сквозное движение воздуха и парогазовой смеси по трубе 4 исключается заглушками 23. При многократной рециркуляции, забирая тепло от нагретых излучателями 18 стенок 2, воздух и затем парогазовая смесь нагреваются, отдают тепло пиролизному сырью, насыщаются парами воды испаряемой из древесины, а затем и газами пиролиза. Избыток парогазовой смеси вытесняется через патрубок 29 в камеру 31 кольцевого коллектора 27, посаженного на кольцевое утолщение 28, и выбрасывается в атмосферу или утилизатор (не показан) через патрубок 33. Оседающая на трубу 4 жижка стекает по патрубку 30 в камеру 31 и затем по каналу 32 в малую емкость 34, откуда через отверстие 36 в крышке 35 подается на утилизацию. Потери тепла из камеры-сектора 10 ограничены теплоизоляцией (слой 15) трубы 4, на продольных перегородках 8 и торцовых стенках 3. Приводом 22 запорное устройство 21 перекрывает патрубок 29 в камере-секторе 10. Открывают запорное устройство в камере-секторе 9. Приводом 41 емкость 1 поворачивают на 120^о. Камера-сектор 9 трансформируется в камеру-сектор 10, сектор 10 трансформируется в камеру-сектор 11 охлаждения и выгрузки древесного угля. Стенка 2 и древесный уголь в камере-секторе 11 охлаждаются. Заполняющие камеру-сектор 11 пиролизные газы сжимаются, давление падает. Из баллона 39 через редукционный клапан 38, патрубок 37, кольцевой коллектор 27, камеру 31 и патрубки 39 и 30 поступает инертный газ, который расширяясь компенсирует падение давления в камере-секторе 11 и тем самым исключает подсос воздуха извне. Наличие инертного газа в камере-секторе 11 ускоряет охлаждение древесного угля. По достижении температуры древесного угля 40^оС открывают люк 12. Древесный уголь высыпается. Затем крышку 13 люка 12 прикрывают. Емкость 1 поворачивают на 120^о. Камера-сектор 11 трансформируется в камеру-сектор 9. Цикл производства древесного угля из пиролизного сырья завершается.

Формула изобретения

УГЛЕВЫЖИГАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ, содержащая цилиндрическую емкость с камерами загрузки и пиролиза, источники нагрева, отличающаяся тем, что цилиндрическая емкость выполнена с шаговым поворотом на горизонтальном опорном валу и с изолированными друг от друга камерами-секторами, причем на валу установлен кольцевой коллектор распределения газов и жидкости, а источники нагрева выполнены в виде теплоотражательных экранов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6