Установка для получения древесного угля

Изобретение относится к переработке древесины и ее отходов пиролизом, а именно к установке для получения древесного угля. Установка содержит по меньшей мере два пиролизных отсека с располагаемыми в них ретортами, печь, включающую топочную камеру, сообщающуюся газоходом с пиролизными отсеками, зольники и дымоход. При этом газоход топочной камеры выполнен в виде устройства-смесителя для равномерного смешивания газовых потоков, вырабатываемых в разных зонах топочного пространства с поступающими атмосферными потоками в один поток перед подачей и распределением теплоносителя по пиролизным отсекам, а устройство-смеситель выполнено с возможностью передачи тепла в зону центра верхней части реторты и включает трубу аварийного сброса теплоносителя. Также установка включает комплекс предварительного высушивания древесного сырья, выполненный в виде основания с отверстиями, где над каждым из отверстий устанавливается по меньшей мере одна реторта. Отвод отработанного теплоносителя из каждого пиролизного отсека осуществляется через отверстия, расположенные равномерно по всему периметру низа окружности реторты. Технический результат заключается в повышении равномерности обтекания реторт топочными газами и снижении затрат на производство угля. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое решение относится к лесохимической промышленности и может быть использовано для переработки древесины и ее отходов пиролизом, а именно, к конструкции установки для получения древесного угля.

Известнаустановкадляполучениядревесногоугля, см.патент РФ №2508388. Данная установка содержит устройствозагрузки сырья,печьввидепиролизнойкамерысперемещаемымиретортамиидымовой трубой,топку,сообщающуюсягазоходомспиролизнойкамерой,устройство перегрузкиугля,грузоподъемноеустройство.

Недостатком данного устройстваявляется не высокая автономность и не рациональное использование отработанного теплоносителя.

Наиболее близким техническим решением являетсяустановка для получения древесного угля, см. патент на полезную модель Украины №102488 от 26.10.2015.Данная установка содержит основу, на которой установлена горелочная камера, соединенная с, по меньшей мере двумя, одинаковыми невыемными симметрично установленными относительно вертикальной оси установки ретортами, а также загрузочный транспортер древесного сырья обеспечен поворотным распределителем, установленным с возможностью поворота вокруг вертикальной оси установки для подачи сырья сверху в полость каждой определенной невыемной реторты.

Недостатком данного устройства является не рациональное использование отработанного теплоносителя и, как следствие, высокая себестоимость получаемого угля.

В основу предлагаемогоизобретения поставлена задача создания установки для получения древесного угля, которая была бы более экономичной и с минимальными недостатками.

Поставленная задача решается за счет создания условий для применения отработанного на нагрев реторт теплоносителя на высушивание древесного сырья, что позволяет снизить затраты на производство тепловой энергии и повысить экономичность установки в целом.

Технический результат – повышениеравномерностиобтекания реторттопочнымигазами и снижение затратнапроизводство угля.

Технический результат достигается тем, что установка для получения древесного угля содержит:

- по меньшей мере, два пиролизных отсека с располагаемыми в них ретортами,

- печь, включающую топочную камеру, сообщающуюся газоходом с пиролизными отсеками, зольники и дымоход.

При этом газоход топочной камеры выполнен в виде устройства-смесителя для равномерного смешивания газовых потоков, вырабатываемых в разных зонах топочного пространства с поступающими атмосферными потоками в один поток перед подачей и распределением теплоносителя по пиролизным отсекам. Устройство-смеситель выполнено с возможностью равномерной передачи теплоносителяк верхней части реторты и включает трубу аварийного сброса теплоносителя,

А также дополнительнопиролизный отсек содержит полость отвода отработанного теплоносителя, выполненную в виде основания для реторт с отверстиями, где над каждым из центральных отверстий устанавливается, по меньшей мере, одна реторта, а отвод отработанного теплоносителя из каждого пиролизного отсека осуществляется черезотверстиярасположеные равномерно по всему периметру низа окружности реторты, что обеспечивает равномерность обогрева теплоносителем нижней части реторты.

В корпусе топки с двух сторон по её длине выполнены зольники.

Кроме того установка для получения древесного угля дополнительно включает термодатчики, сервоприводы для управления подачей атмосферного воздуха, линейный привод для открытия крышки трубы аварийного сброса теплоносителя, дымосос, частотник, управляющий оборотами дымососа для увеличения или уменьшения тяги и связанную с ними систему управления, выполненную в виде компьютера с программным обеспечением, удаленно управляющую и автоматически поддерживающую оптимальные режимы работы установки.

Также в предлагаемой установке в зоне смешивания потоков устройства-смесителя установлена термопара, связанная с системой управления, при этом система управления на основании показаний термопары, управляет сервоприводами подачи атмосферного воздуха, линейным приводом аварийного сброса теплоносителя и дымососом, для создания определенно установленной температуры перед подачей и распределением теплоносителя по пиролизным отсекам.

Заявленное решение поясняется фиг.1-2, где обозначены следующие элементы:

1 – основание,

2 –реторты-корзины,

3 - устройство-смеситель,

4 - пиролизные отсеки,

5 – трубой аварийного сброса теплоносителя,

6 –крышка трубы аварийного сброса теплоносителя,

7 – точка подачи теплоносителя в пиролизный отсек,

8 – отверстия отвода отработанного теплоносителя из каждого пиролизного отсека.

Предлагаемая установка дополнена комплексом предварительного высушивания древесного сырья, состоящий из основания (1), на которое устанавливаются реторты - сушильные корзины (2) в специально организованные для этого места.

Особенностью предлагаемой установки является то, что сушка древесины методом «через слой» по направлению снизу в верх в ретортах - сушильных корзинах 2, производится не в одной, а в двух ретортах -сушильных корзинах 2 одновременно.Устанавливая сразу две реторты-сушильные корзины на одно сушильное место,отверстияоснования 1 (одна на другую), тем самым получая процесс сушки древесины, разбитым на две стадии. Первая стадия – это сушка древесины в верхней реторте-сушильной корзине потоком теплоносителя после прохождения слоя древесины (сырья) в нижней реторте-сушильной корзиненевысокими температурами (до 80 градусов). Наличием влаги в потоке теплоносителя, способствующими процессу «распаривания» сырья, и затем, после использования нижней реторты - сушильной корзиныдров для процесса пиролиза (загрузки сырья в реторту), верхняя реторта - сушильная корзина дров устанавливается внизу, а наверх неё устанавливается реторта - сушильная корзинасо свежезагруженным сырьём. После установки реторт - сушильных корзин на саму сушильное основание 1, в слой сырья (древесины) смесителем, в который вмонтирована задвижка подачи атмосферного воздуха для смешивания с высокотемпературным отработанным теплоносителем, подаётся теплоноситель температурой до 150 градусов и с минимальным содержанием влаги. Сама задвижка управляется сервоприводом с помощью сигналов, подающихся контролером, на основе анализа температуры подаваемого в сушку теплоносителя.Это вторая стадия сушки. Такая двухступенчатая организация сушки сырья обеспечивает плавность процесса сушки, способствует меньшему растрескиванию сырья во время сушки и достижению максимального результата (понижению относительной влажности сырья на 30 и более процентов), а также максимально полезному использованию отработанного теплоносителя пиролизных отсеков (печи).

Ещё одной особенностью предлагаемой установки является наличие на своде топки специального устройства-смесителя (3) для равномерного смешивания газовых потоков, вырабатываемых в разных зонах топочного пространства с поступающими атмосферными потоками в один поток с определенной максимально возможной стабильной температурой перед подачей и распределением теплоносителя по пиролизным отсекам (4). В предыдущей установке в виду объемного топочного пространства и отбором тепла в разных точках теплоноситель с не достаточно одинаковой температурой поступал в различные около ретортные пространства (полости). Соответственно уменьшалась ритмичность работы всей установки. Чтобы нивелировать данный недостаток в предлагаемой установке он решается наличием смесителя потоков (3).

Для исключения перегрева около ретортного пространства в предлагаемой установке устройство-смеситель (3) для смешивания газовых потоков совмещён с трубой аварийного сброса теплоносителя (5). Устройство смешивания потоков и труба аварийного сброса выполнены в одном корпусе. Таким образом, достигается следующий результат – при повышении температуры выше рабочей, автоматически открывается крышка (6) трубы сброса излишков теплоносителя, при этом прекращается подача перегретого теплоносителя в пиролизные отсеки (4). Что способствует исключению перегрева около ретортного пространства и самих пиролизных отсеков.

В предлагаемой установке изменены пути и места подачи теплоносителя в пиролизные отсеки. Теплоноситель подаётся в каждый пиролизный отсек в строго определенную точку (7), что обеспечивает равномерность обогрева теплоносителем верхней части реторты и исключение мёртвых зон в этой части реторты по всему её периметру (выше половины её высоты).

Также изменены пути отвода отработанного теплоносителя с пиролизных отсеков. Отвод отработанного теплоносителя из каждогопиролизного отсека для дальнейшего использования для предварительной сушки сырья через строго определенные отверстия (8), расположенные в строго определенных точках, обеспечивают равномерность обогрева теплоносителем нижней части реторты и исключение мёртвых зон в этой части реторты по всему её периметру (ниже половины её высоты).

Следующей особенностью предлагаемой установки есть наличие в корпусе топки с двух сторон по её длине зольников (9), которые обеспечивают подачу окислителя в разные зоны горения, что способствует полному сгоранию пиролизных газов независимо от того, в какую часть (область) топки они поступают. Данные изменения улучшают качество сгорания пиролизных газов, существенно уменьшая количество вредных выбросов.

Еще одной особенностью предлагаемой установки является и то, что установка снабжена системой управления (10), которая включает компьютер с программным обеспечением, предназначенным для автоматического поддержания оптимальных режимов каждой стадии технологического процесса получения древесного угля.Печь комплектуется автоматической системой управления (АСУ), которая обеспечивает постоянный контроль температурных режимов и управляет с помощью исполнительных механизмов технологическими процессами, поддерживая температуры в заданных настройками параметрах. Это обеспечивает стабильность температурных режимов, что в результате гарантирует стабильную работу оборудования и стабильное качество получаемой продукции (угля).

Наличие определенной автоматической системы управления (АСУ) со строго заданными технологическими заданиями, обеспечивающими работу печи в автоматическом режиме управления температурами с помощью соответствующих исполнительных механизмов. АСУ исключает необходимость ручного управления печью, также даёт возможности отслеживать работу печи в онлайн режиме с помощью удаленного доступа.

Для управления задвижками используются сервоприводы и линейные приводы, ведущих мировых производителей, Сименс и Белимо. Они работают от управляющего тока напряжением 0-10 вольт, и имеют сигнал обратной связи, который используется программой управления для анализа режимов и формирования последующих задач для режимов.

1. Установка для получения древесного угля, содержащая:

по меньшей мере два пиролизных отсека с располагаемыми в них ретортами, печь, включающую топочную камеру, сообщающуюся газоходом с пиролизными отсеками, зольники и дымоход, отличающаяся тем, что газоход топочной камеры выполнен в виде устройства-смесителя для равномерного смешивания газовых потоков, вырабатываемых в разных зонах топочного пространства с поступающими атмосферными потоками в один поток перед подачей и распределением теплоносителя по пиролизным отсекам, при этом устройство-смеситель выполнено с возможностью передачи тепла в зону центра верхней части реторты и включает трубу аварийного сброса теплоносителя, а также дополнительно содержит комплекс предварительного высушивания древесного сырья, выполненный в виде основания с отверстиями, где над каждым из отверстий устанавливается по меньшей мере одна реторта, отвод отработанного теплоносителя из каждого пиролизного отсека осуществляется через отверстия, расположенные равномерно по всему периметру низа окружности реторты, что обеспечивает равномерность обогрева теплоносителем нижней части реторты.

2. Установка для получения древесного угля по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе топочной камеры с двух сторон по её длине выполнены зольники.

3. Установка для получения древесного угля по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает термодатчики, сервоприводы для управления подачей атмосферного воздуха, линейный привод для открытия крышки трубы аварийного сброса теплоносителя, дымосос, частотник, управляющий оборотами дымососа для увеличения или уменьшения тяги, и связанную с ними систему управления, выполненную в виде компьютера с программным обеспечением, удаленно управляющую и автоматически поддерживающую оптимальные режимы работы установки.

4. Установка для получения древесного угля по п.3, отличающаяся тем, что в зоне смешивания потоков устройства-смесителя установлена термопара, связанная с системой управления, при этом система управления на основании показаний термопары управляет сервоприводами подачи атмосферного воздуха, линейным приводом аварийного сброса теплоносителя и дымососом для создания определенно установленной температуры перед подачей и распределением теплоносителя по пиролизным отсекам.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к перерабатывающей отрасли. Реактор для пиролизной переработки органосодержащего сырья, содержащий рабочую камеру с металлической пластиной и патрубками для подачи сырья и отвода продуктов переработки сырья, по крайней мере, один нагревательный элемент, отличающийся тем, что реактор представляет собой плоский короб, металлическая пластина расположена в нижней части короба параллельно его длинным стенкам и соединена с ним, образуя герметичное пространство, реактор дополнительно содержит скребок и прижимной ролик, выполненные с возможностью перемещения вдоль металлической пластины, при этом скребок расположен с зазором над металлической пластиной, позволяющим распределять органосодержащее сырье равномерно с заданной толщиной слоя по поверхности пластины, а прижимной ролик выполнен с возможностью прикатывания сырья к пластине, при этом нагревательный элемент расположен под пластиной с внешней стороны короба и закрыт теплоизоляционным кожухом.

Изобретение относится к устройствам для утилизации твердых коммунальных отходов (ТКО), в частности, при термической переработке мусора, бытовых и промышленных отходов.

Изобретение относится к области устройств для получения из древесины древесного угля и пиролизного газа для использования их в качестве топлива и сырья для последующей глубокой химической переработки.

Изобретение относится к области термической утилизации медицинских отходов, в том числе хлорсодержащих и инфицированных. Техническим результатом является предотвращение возможности образования диоксинов (ПХДД/Ф), обеспечение экологически безопасных выбросов, экономия энергоресурсов, и обеспечение автотермичности процесса, и, при необходимости, получение собственного средства для очистки дымовых газов.

Изобретение относится к области конструкций пиролизных установок, перерабатывающих отходы возобновляемого углеводородного сырья, в частности в виде древесной щепы, способом термического разложения и последующего применения получающихся продуктов.

Изобретение относится к оборудованию для комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения с получением тепловой и электрической энергии.

Изобретение относится к области утилизации органических отходов и шламов, в частности осадков сточных вод, с получением гранулированного остеклованного шлака для дальнейшего его использования.

Изобретение относится к области жилищно-коммунального хозяйства и может быть использовано для экологически чистой переработки твердых коммунальных отходов. Пиролизный реактор включает камеру пиролиза с двойной внешней стенкой, через проем которой пропускают горячий газ для конвективного нагрева отходов для их термохимического разложения, и камеру сушки, установленную над камерой пиролиза, через которую пропускают отработанные горячие газы для предварительного нагрева и сушки отходов, камера пиролиза в сечении имеет форму протяженного овала с минимальной длиной короткой оси для максимального прогрева отходов между двумя раскаленными металлическими стенками, а по краям основания загрузочного бункера, камеры сушки и камеры пиролиза имеются прямоугольные отверстия, в которых смонтированы по два шунтирующих плоских затвора с электроприводами, между которыми расположены кольцевые активаторы с режущими лезвиями для рыхления и дробления отходов.

Изобретение относится к области переработки конденсированных топлив с получением горючего газа и может быть использовано для переработки различных твердых топлив для получения энергии.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки и утилизации полимерных компонентов коммунальных и промышленных отходов, а именно производства элементов строительных конструкций.

Изобретение относится к области устройств для получения из древесины древесного угля и пиролизного газа для использования их в качестве топлива и сырья для последующей глубокой химической переработки.

Настоящее изобретение относится к получению биопродуктов из сырья на основе органического вещества, а также к применению варочных щелоков при гидротермическом/термохимическом превращении лигноцеллюлозного и/или ископаемого органического исходного сырья в биотоплива (например, бионефти) и/или химические продукты (например, основные химические вещества).

Изобретение может быть использовано в лесной промышленности для переработки отходов древесины. Способ торрефикации древесного сырья включает стадию сушки древесного сырья, стадию торрефикации и охлаждение.

Изобретение относится к способу получения неочищенного конденсата из пиролизуемого материала. Способ включает сжигание топлива в бойлере с псевдоожиженным слоем и нагревание зернистого материала; транспортировку по меньшей мере нагретого зернистого материала или другого нагретого зернистого материала в реактор пиролиза для осуществления в реакторе пиролиза; пиролиза пиролизуемого материала; транспортировку по меньшей мере пиролитического пара через слой катализатора, включающего материал катализатора; и подачу по меньшей мере части образованных побочных продуктов обратно в способ, в участок, расположенный выше по потоку, в результате чего получают продукт каталитической обработки пиролитических паров эффективным с точки зрения ресурсосбережения образом.

Изобретение относится к области конструкций пиролизных установок, перерабатывающих отходы возобновляемого углеводородного сырья, в частности в виде древесной щепы, способом термического разложения и последующего применения получающихся продуктов.

Изобретение относится к области фильтрования нефтяного газа и удаления пыли во время пиролиза (коксования) угля, а также к высокотемпературному устройству и системе для удаления и фильтрования пыли и способу непрерывного удаления и фильтрования пыли для угольного газа.

Изобретение относится к способу и системе для торрефикации биомассы и сжигания образующихся газов торрефикации. Способ торрефикации биомассы и сжигания образующихся газов торрефикации включает следующие стадии: a) торрефикацию возможно предварительно высушенной биомассы в реакторе торрефикации с получением торрефицированной биомассы и газов торрефикации, b) отведение газов торрефикации из реактора торрефикации посредством пониженного давления, создаваемого первичным потоком воздуха, протекающим через эжекторную горелку и в первую зону горения, c) пропускание вторичного потока воздуха в первую зону горения для по меньшей мере частичного сжигания отведенных газов торрефикации с получением горячих отходящих газов, d) разделение горячих отходящих газов, полученных на стадии (с), на первый поток горячих отходящих газов и второй поток горячих отходящих газов посредством отведения первого потока горячих отходящих газов из первой зоны горения в блок смешивания газов, e) отведение второго потока горячих газов во вторую зону горения, f) пропускание третичного потока воздуха, при стехиометрическом или сверхстехиометрическом содержании кислорода, во вторую зону горения для дополнительного сжигания второго потока горячих отходящих газов с получением потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов, g) отведение потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов в теплоутилизатор, в котором снижают температуру потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов, полученных на стадии (f), с получением потока холодных отходящих газов, h) отведение части холодных отходящих газов, полученных на стадии (g), в блок смешивания газов, так что поток холодных отходящих газов смешивается с первым потоком горячих отходящих газов с получением потока частично охлажденных отходящих газов, i) отведение потока частично охлажденных отходящих газов, полученных на стадии (h), в реактор торрефикации, так что возможно предварительно высушенная биомасса вступает в прямой контакт с указанным потоком частично охлажденных отходящих газов, так что возможно предварительно высушенную биомассу нагревают непосредственно с помощью потока частично охлажденных отходящих газов.

Изобретение относится к способу получения пиролизной жидкости, угля и установке для их получения из целлюлозосодержащего сырья высокоскоростным пиролизом с использованием веществ-окислителей.
Изобретение относится к области получения синтез-газа путем термохимической переработки растительного сырья и тяжелого углеводородного сырья. Способ включает нагрев тяжелого углеводородного сырья до 60-90°С, измельчение растительного сырья до размера частиц не более 200 мкм, пиролиз измельченного растительного сырья при 500-800°С с получением первого потока газа, смолы и полукокса, смешение смолы и полукокса с тяжелым углеводородным сырьем.
Изобретение относится к области получения синтез-газа путем термохимической переработки растительного и тяжелого углеводородного сырья. Способ включает нагрев тяжелого углеводородного сырья до 60-90°С, измельчение растительного сырья до размера частиц не более 200 мкм, пиролиз измельченного растительного сырья при 500-800°С с получением первого потока газа, смолы и полукокса, смешение смолы с тяжелым углеводородным сырьем, диспергирование смеси смолы с тяжелым углеводородным сырьем в присутствии водной суспензии сажи и воды с получением суспензии, которую подвергают последовательно акустической обработке с частотой излучения 21-25 кГц, интенсивностью излучения 5-10 Вт/см2, временем обработки 1,0-3,0 ч и электромагнитной обработке с частотой излучения 40-60 МГц, мощностью 0,2-0,6 кВт, временем обработки 1,0-8,0 ч при температуре 50-70°С, с образованием обработанной суспензии.

Изобретение относится к способу и системе для торрефикации биомассы и сжигания образующихся газов торрефикации. Способ торрефикации биомассы и сжигания образующихся газов торрефикации включает следующие стадии: a) торрефикацию возможно предварительно высушенной биомассы в реакторе торрефикации с получением торрефицированной биомассы и газов торрефикации, b) отведение газов торрефикации из реактора торрефикации посредством пониженного давления, создаваемого первичным потоком воздуха, протекающим через эжекторную горелку и в первую зону горения, c) пропускание вторичного потока воздуха в первую зону горения для по меньшей мере частичного сжигания отведенных газов торрефикации с получением горячих отходящих газов, d) разделение горячих отходящих газов, полученных на стадии (с), на первый поток горячих отходящих газов и второй поток горячих отходящих газов посредством отведения первого потока горячих отходящих газов из первой зоны горения в блок смешивания газов, e) отведение второго потока горячих газов во вторую зону горения, f) пропускание третичного потока воздуха, при стехиометрическом или сверхстехиометрическом содержании кислорода, во вторую зону горения для дополнительного сжигания второго потока горячих отходящих газов с получением потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов, g) отведение потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов в теплоутилизатор, в котором снижают температуру потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов, полученных на стадии (f), с получением потока холодных отходящих газов, h) отведение части холодных отходящих газов, полученных на стадии (g), в блок смешивания газов, так что поток холодных отходящих газов смешивается с первым потоком горячих отходящих газов с получением потока частично охлажденных отходящих газов, i) отведение потока частично охлажденных отходящих газов, полученных на стадии (h), в реактор торрефикации, так что возможно предварительно высушенная биомасса вступает в прямой контакт с указанным потоком частично охлажденных отходящих газов, так что возможно предварительно высушенную биомассу нагревают непосредственно с помощью потока частично охлажденных отходящих газов.

Изобретение относится к переработке древесины и ее отходов пиролизом, а именно к установке для получения древесного угля. Установка содержит по меньшей мере два пиролизных отсека с располагаемыми в них ретортами, печь, включающую топочную камеру, сообщающуюся газоходом с пиролизными отсеками, зольники и дымоход. При этом газоход топочной камеры выполнен в виде устройства-смесителя для равномерного смешивания газовых потоков, вырабатываемых в разных зонах топочного пространства с поступающими атмосферными потоками в один поток перед подачей и распределением теплоносителя по пиролизным отсекам, а устройство-смеситель выполнено с возможностью передачи тепла в зону центра верхней части реторты и включает трубу аварийного сброса теплоносителя. Также установка включает комплекс предварительного высушивания древесного сырья, выполненный в виде основания с отверстиями, где над каждым из отверстий устанавливается по меньшей мере одна реторта. Отвод отработанного теплоносителя из каждого пиролизного отсека осуществляется через отверстия, расположенные равномерно по всему периметру низа окружности реторты. Технический результат заключается в повышении равномерности обтекания реторт топочными газами и снижении затрат на производство угля. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх