установка для производства древесного угля

Формула изобретения

Установка для производства древесного угля, состоящая из печной камеры с топочным устройством, над которым установлена реторта с отверстиями для выхода парогазов, расположенными в нижней части реторты и сообщенными с печной камерой, и канала для подачи пара в полость реторты, отличающаяся тем, что она снабжена теплогенератором, реторта выполнена в виде трубы, проходящей через печную камеру, с загрузочным люком, устройством для подачи древесины, первой заслонкой перед входом в печную камеру, второй заслонкой и разгрузочным люком после выхода из печной камеры, в печной камере установлены направляющие переборки, разделяющие ее собственно на топочное пространство, камеру пиролиза и камеру дожигания, соединенную с теплогенератором, причем в камере дожигания установлено устройство для подачи воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству древесного, в том числе активного, угля, но может быть использовано в качестве теплогенератора для получения тепловой энергии.

Известна установка для производства древесного угля, состоящая из печной камеры с топочным устройством, над которым установлена реторта с отверстиями для выхода парогазов, расположенными в нижней части реторты и сообщенными с печной камерой, и канала для подачи пара в полость реторты (1). Эта установка наиболее близка по конструкции и функциональному назначению к заявляемому изобретению и поэтому принята в качестве прототипа.

Недостатком прототипа являются необходимость периодической остановки и охлаждения печи для выгрузки реторты, отбора готовой продукции и загрузки очередной партии древесины, а также значительные потери тепла за счет выброса горячих газов в атмосферу.

Суть заявляемого изобретения заключается в том, что в известной установке для производства древесного угля, состоящей из печной камеры с топочным устройством, над которым установлена реторта с отверстиями для выхода парогазов, расположенными в нижней части реторты и сообщенными с печной камерой, и канала для подачи пара в полость реторты, она снабжена теплогенератором, реторта выполнена в виде трубы, проходящей через печную камеру, с загрузочным люком, устройством для подачи древесины, первой заслонкой перед входом в печную камеру, второй заслонкой и разгрузочным люком после выхода из печной камеры, в печной камере установлены направляющие переборки, разделяющие ее собственно на топочное пространство, камеру пиролиза и камеру дожигания, соединенную с теплогенератором, причем в камере дожигания установлено устройство для подачи воздуха.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения и прототипа показал, что заявляемое техническое решение обладает рядом признаков, не совпадающих с прототипом, а именно: установка снабжена теплогенератором, реторта выполнена в виде трубы, проходящей через печную камеру, с загрузочным люком, устройством для подачи древесины, первой заслонкой перед входом в печную камеру, второй заслонкой и разгрузочным люком после выхода из печной камеры, в печной камере установлены направляющие переборки, разделяющие ее собственно на топочное пространство, камеру пиролиза и камеру дожигания, соединенную с теплогенератором, причем в камере дожигания установлено устройство для подачи воздуха.

Таким образом можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "новизна".

Сравнительный анализ заявляемого изобретения с другими техническими решениями показал, что подобная конструкция реторты и ее расположение в печной камере являются новыми и ранее в технике не применялись.

Использование же тепла отходящих газов известно в технике, например, в установках с парогазовым циклом, однако в заявляемом изобретении в качестве источника тепла используется не просто тепло от сжигания топлива, а реакция разложения угля на пиролизный газ (C+H₂O=CO+H₂) с последующим его сжиганием, т. е. используется совершенно иной источник получения тепла. Таким образом можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена установка для производства древесного угля - теплогенератор.

Установка состоит из печной камеры 1, с топочным устройством 2 и направляющими переборками 3 и 4, разделяющими печную камеру на камеру дожигания 5 с устройством для подачи воздуха 6, камеру пиролиза 7 и собственно топочное пространство 8. В печную камеру 1 вставлены выполненная в виде трубы реторта 9 с заслонками 10 (перед печной камерой) и 11 (за печной камерой), загрузочным люком 12, разгрузочным люком 13 и подающим устройством 14. В районе топочного пространства 8 в нижней части реторты 9 выполнены отверстия 15, а в верхней части имеется канал 16 для подачи острого пара внутрь реторты. Камера дожигания 5 сообщена с теплогенегатором 17, внутри которого расположен теплообменник 18.

Установка работает следующим образом.

Через загрузочный люк 12 в реторту 9 загружают исходный продукт (древесину), открывают заслонку 10 и при закрытой заслонке 12 подающим устройством 14 заполняют древесиной пространство между заслонками. Затем закрывают заслонку 10 и через топочное устройство 2 разогревают печь до устойчивого процесса пиролиза. Пиролизные газы через отверстия 15 поступают в топочное пространство 8 и в дальнейшем служат источником тепловой энергии, сгорая в топочном пространстве и в камере дожигания, куда через устройство для подачи воздуха 6 подают необходимое (дозированное) количество воздуха, обеспечивающее полное сгорание пиролизных газов. Горячие продукты сгорания поступают в теплогенератор, в котором их тепло с помощью теплообменника 18 отбирается проходящей через него рабочей средой. При этом в реторте 9 исходное сырье в зоне камеры дожигания разогревается до начала процесса пиролиза, далее в зоне между направляющими переборками 3 и 4 происходит основной процесс пиролиза, который завершается в зоне топочного пространства.

Непрерывность процесса пиролиза поддерживают своевременной подачей исходного сырья и выгрузкой готовой продукции (через загрузочный люк 12 загружают древесину, открывают заслонки 11 и 10 и подающим устройством 14 подают очередную порцию сырья в рабочее пространство реторты 9, при этом готовая продукция через разгрузочный люк 13 ссыпается в приемный бункер (не показан), закрывают заслонки 10 и 11 и процесс повторяется).

Для получения активного угля через канал 16 в реторту 9 дозированно подают определенное количество острого пара.

Для работы установки в режиме теплогенератора при закрытых заслонках 10 и 11 через канал 16 в реторту 9 подают острый пар в количестве, необходимом для осуществления реакции полного разложения угля на пиролизный газ (С+Н₂O= СО+Н₂).

Таким образом предлагаемая конструкция обеспечивает непрерывный процесс получения древесного угля без остановки печи и выгрузки реторты, позволяет получать активный уголь, а также дает возможность получения большого количества тепла с высоким коэффициентом полезного действия за счет осуществления реакции полного разложения угля на пиролизный газ.

Заявляемая установка проста в изготовлении и эксплуатации и позволяет легко автоматизировать все режимы работы.

Литература

1. Патент на изобретение 2105032 С 10 В 1/04 "Установка для производства древесного угля".