Углевыжигательная печь

 

Изобретение относится к конструкциям углевыжигательных печей и может быть использовано в промышленности для переработки кусковых древесных отходов лесозаготовок и дровяной древесины с целью получения угля. Углевыжигательная печь содержит две выносные топки, над которыми расположены съемные реторты углежжения, каждая из которых размещена в кожухе и соединена со сводом. В каждой реторте расположена центральная труба с отверстиями, соединяющая полость топки через дымоход с дымовой трубой. Внутри каждой реторты установлены устройства для подачи перегретого пара в полость реторты. В сводах установлены устройства для подачи воды для охлаждения наружных поверхностей реторт. Предлагаемая конструкция углевыжигательной печи позволяет повысить экономичность установки за счет использования тепла отходящих газов, интенсификации технологического процесса, улучшает качество древесного угля, решает проблему экологической опасности работы печи. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструкциям углевыжигательных печей и может быть использовано в промышленности для переработки кусковых древесных лесозаготовок и дровяной древесины с целью получения древесного угля.

Известна углевыжигательная камерная печь, содержащая перекрытую сводом камеру прямоугольной формы, внизу которой расположена топка. В станках камеры расположены двери для загрузки дров и выгрузки угля. В углах камеры установлены дымовые трубы. Конструкция печи стационарная, исключающая возможность транспортировки [1] Существенным недостатком известной печи является низкая экономичность вследствие неиспользования тепла отходящих из камеры дымовых газов, а также газов, выделяющихся в процессе переугливания.

Эксплуатация данной печи сопряжена с большими трудозатратами, связанными с загрузкой сырья и выгрузкой угля, очисткой поверхностей, герметизацией печи по окончании процесса перегливания (топочная арматура промазывается раствором глины).

Известна углевыжигательная печь, содержащая свод, платформу с установленной на ней топкой, над которой размещена рабочая полость, дымоход [2] Известная конструкция также принадлежит к типу углевыжигательных печей периодического действия с внутренним обогревом переугливаемой древесины путем непосредственного омывания ее дымовыми газами, выходящими из топки.

К числу существенных недостатков данной конструкции следует отнести низкую экономичность и невысокое качество получаемого древесного угля.

Это вызывается рядом негативных факторов, обусловленных следующими конструктивными особенностями данной печи.

Известная конструкция предусматривает пиролиз древесины вследствие непосредственного контакта в процессе переугливания древесины с продуктами горения (дымовыми газами), выходящими из топки. При этом, как показали исследования, кислород, содержащийся в дымовых газах реагирует с углем, сжигая его. Это приводит к снижению выхода угля, ухудшению его качества.

Отсутствие возможности предварительной подсушки сырья приводит к тому, что процесс переугливания в отношении выхода и качества угля протекает неблагоприятно. Это объясняется тем, что непросушенное сырье (древесина) сразу попадает в атмосферу с высокой температурой, сушка и переугливание протекают бурно, что влечет за собой снижение качества угля (снижается его механическая прочность).

Помимо вышеперечисленных недостатков следует особо отметить, что в известной конструкции также не решена проблема рационального использования тепла отходящих дымовых газов и экологически вредных газов, выделяющихся в процессе пиролиза из древесины и сбрасываемых в атмосферу.

Наиболее близким аналогом изобретения является углевыжигательная печь, содержащая топку и рабочую полость, состоящую из двух реторт с устройствами для ввода пара [3] Изобретение направлено на решение задачи создания высокоэкономичной конструкции углевыжигательной печи, обеспечивающей получение древесного угля высокого качества.

Это достигается тем, что в известной углевыжигательной печи, содержащий топку и рабочую полость выполненную в виде двух реторт с устройствами для ввода пара, каждая реторта перерыта сводом и выполнена с индивидуальной выносной топкой и размещенной по ее оси трубой, соединяющей полости топок с дымоходом, при этом в сводах установлены устройства для подачи воды для охлаждения наружной поверхности реторт. В нижней части труб реторты выполнены отверстия для вывода продуктов пиролиза древесины и пара. Реторты выполнены съемными. Реторты соединены со сводом.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Оригинальное конструктивное решение, использованное в изобретении, согласно которому топки обеих реторт углежжения посредством осевых труб и дымохода объединены в единую систему, позволяет решить проблему рационального использования тепла отходящих газов после нагрева одной из реторт для осуществления предварительной подсушки древесного сырья в другой реторте (топка которой в этом режиме не работает). Это значительно повышает экономичность углевыжигательной печи, улучшает качество древесного угля.

Выполнение рабочей полости печи в виде двух реторт углежжения с расположенными в них осевыми трубами, соединяющими полость топок с дымоходом, позволяет осуществить процесс пиролиза без непосредственного контакта переугливаемого материала с продуктами горения, что способствует улучшению качества угля, повышению экономичности.

Установка внутри каждой реторты углежжения устройств для подачи пара позволяет осуществить интенсификацию процесса переугливания древесины путем подачи перегретого пара, что как показали эксперименты, ускоряет процесс, обеспечивает повышение производительности печи, увеличивает экономичность, повышает качество древесного угля.

Благодаря установке в сводах печи устройств подачи воды для охлаждения наружных поверхностей реторт углежжения значительно ускоряется процесс охлаждения реторты после завершения процесса углежжения, повышается производительность печи, повышается ее экономичность.

Выполнение в нижней части осевых труб отверстий позволяет успешно решить задачу образующихся продуктов пиролиза древесины (смол, кислот, газовой фазы), а также водяных паров.

Вывод газообразных продуктов пиролиза древесины в осевую трубу, где вследствие контакта с дымовыми газами, обеспечивается их дожигание, позволяет, во-первых, использовать их тепло в процессе и, во-вторых, обеспечить выброс в атмосферу экологически чистых продуктов.

Выполнение реторт углежжения съемными позволяет значительно интенсифицировать процесс загрузки сырья и выгрузки древесного угля, повысить экономичность и производительность печи.

Соединение реторты углежжения со сводом еще более упрощает процесс сырья и выгрузки древесного угля.

На фиг. 1 и 2 показана углевыжигательная печь, разрез.

Углевыжигательная печь содержит установленные на платформе 1 две выносные топки 2, над которыми расположены съемные реторты углежжения 3, каждая из которых размещена в кожухе 4 и соединена со сводом 5.

Съемность реторт 3 обеспечивается любыми известными грузоподъемными механизмами, например, консольным краном. Центровка реторт при их установке на днище кожуха 4 обеспечивается с помощью любых фиксирующих устройств (на фиг. 1 не показаны). Соединение реторты углежжения 3 с сводом 5 обеспечивается любыми известными средствами, например, сваркой. В каждой камере углежжения 3 расположена осевая труба 6 с отверстиями 7, соединяющая полость топки 2 через дымоход 8 с дымовой трубой 9. Внутри каждой реторты 3 установлены устройства 10 для подачи перегретого пара в полость реторты. В сводах 5 установлены устройства 11 для подачи воды для охлаждения наружных поверхностей реторты.

Углевыжигательная печь работает следующим образом.

Древесное сырье загружают в реторты 3, после чего их устанавливают в кожухе 4. В топки 2 помещают топливо (например, дроса, древесную щепу, угольный мусор), затем одну из них разжигают.

Продукты горения (дымовые газы) поступают из топки 2 через центральную трубу 6 в дымоход 8, отдавая при этом свое тепло переугливаемой древесине, находящейся в реторте 3.

Выделяющиеся в процессе пиролиза продукты разложения древесины выводятся из реторты 3 в центральную трубу 6 через отверстия 7, где газообразные продукты разложения дожигаются дымовыми газами.

Для интенсификации процесса пиролиза через устройства 10, установление внутри реторты 3, подают перегретый пар, который пронизывает переугливаемые дрова и выводится через отверстия 7 в осевую трубу 6.

Отдав переугливаемой древесине часть своего тепла, продукты горения вместе с газообразными продуктами разложения древесины по дымоходу 8 поступают в центральную трубу 6 второй реторты 3, подсушивая при этом находящееся в реторте 3 древесное сырье, предназначенное для переуглевания, и затем удаляются через дымовую трубу 9 в атмосферу.

После окончания процесса пиролиза древесины в первой реторте 3 гасят топку 2, после чего в реторте 3 начинается процесс охлаждения готового древесного угля. Для ускорения процесса охлаждения через устройство 11, установленные в своде 6, осуществляют подачу воды для охлаждения наружной поверхности реторты 3.

Дымовые газы и газообразные продукты разложения в период охлаждения древесного угля в первой реторте направляют сразу через дымовую трубу 9 в атмосферу. По завершении процесса охлаждения первую реторту 3 вынимают из кожуха 4, выгружают древесный уголь, в реторту загружают древесное сырье, после чего ее устанавливают снова в кожухе 4.

Дымовые газы и газообразные продукты разложения древесины после второй реторты 3 направляют по дымоходу 8 в осевую трубу 6 первой реторты 3 для подсушки древесного сырья, находящегося в реторте, и затем через дымовую трубу 9 выпускают в атмосферу.

Процесс пиролиза древесины во второй реторте и охлаждение древесного угля проводят аналогично описанным выше операциям, после чего весь технологический цикл работы углевыжигательной печи повторяется.

Предлагаемая конструкция углевыжигательной печи позволяет повысить экономичность установки за счет обеспечения возможности рационального использования тепла отходящих газов, интенсификация технологического процесса, значительно улучшает качество древесного угля, решает проблему экологической безопасности и работы предлагаемой печи.

Формула изобретения

1. Углевыжигательная печь, содержащую топку и рабочую полость, выполненную в виде двух реторт с устройствами для ввода пара, отличающаяся тем, что каждая реторта перекрыта сводом и выполнена с индивидуальной выносной топкой и размещенной по ее оси трубой, соединяющей полости топок с дымоходом, при этом в сводах установлены устройства для подачи воды для охлаждения наружной поверхности реторт.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что реторты выполнены съемными.

3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что реторты соединены со сводами.

4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что в нижней части труб реторты выполнены отверстия для вывода продуктов пиролиза древесины и пара.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2