УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЯ Российский патент 2002 года по МПК C10B53/02 C10B1/06 

Изобретение относится к области деструктивной перегонки материалов, а именно к устройствам для осуществления этого процесса в горизонтальных емкостях, и может быть использовано для производства угля, преимущественно из древесины.

Известна установка для производства угля, включающая горизонтальный теплоизолированный корпус со съемным многослойным перекрытием и средствами для подвода и отвода теплоносителя (см. авт.св. СССР 1204627, МПК С 10 В 1/06, заявленное 14.06.83 г., опубликованное 15.06.86 г.).

Эта установка является стационарным сооружением и требует больших трудозатрат при загрузке сырья и выгрузке готовой продукции, а также может производить только один вид угля.

Известна также установка для производства угля, включающая топку, связанные газоходом емкость для пиролиза, емкость для активации и дымовую трубу, а также паровой котел, соединенный паропроводом с емкостью для активации с возможностью отключения (см. авт.св. СССР 2150427, МПК С 01 В 31/08, заявленное 10.02.98 г., опубликованное 10.06.2000 г.).

Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков (прототип).

Установка позволяет получить и древесный, и активированный уголь. Однако для получения активированного угля без остановки процесса активации в ней предусмотрена подача в емкость для активации пара с температурой 850^oС. Для получения такого пара нужен специальный котел большой мощности и с большим расходом топлива. Зависящая от такого котла установка может быть только стационарной.

Кроме этого, в процессе получения того или иного вида угля емкости нужно переставлять по секциям нагрева, что сопряжено с дополнительными трудозатратами на обслуживание процесса.

В основу изобретения поставлена задача создать такую установку для производства угля, которая позволила бы получать за один непрерывный цикл и древесный, и активированный уголь, снизить расход топлива и трудозатраты на обслуживание процесса, а также обладала бы мобильностью.

Поставленная задача решается тем, что в установке для производства угля, включающей топку, связанные газоходом емкость для пиролиза, емкость для активации и дымовую трубу, а также паровой котел, соединенный паропроводом с емкостью для активации с возможностью отключения, емкость для активации размещена внутри емкости для пиролиза, а паровой котел связан с емкостью для пиролиза и дымовой трубой дополнительным каналом через заслонку.

Размещение емкости для активации внутри емкости для пиролиза позволяет производить за один непрерывный цикл оба вида угля без их перестановки, т.е. без дополнительных затрат на обслуживание. Кроме этого, такое размещение емкостей дает возможность использовать для активации пар более низкой температуры и, следовательно, котел меньшей мощности и с меньшим расходом топлива.

Связь котла с емкостью для пиролиза и дымовой трубой дополнительным каналом через заслонку позволяет получить дополнительную экономию топлива, а также связать все агрегаты в единую мобильную установку.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного варианта его исполнения и чертежами, на которых:
фиг.1. - схематическое изображение установки для производства угля;
фиг.2. - то же, вид со стороны дымовой трубы.

Установка для производства угля включает емкость для пиролиза 1 в виде пустотелого цилиндра, установленного на раме 2, паровой котел 3 и топку 4.

В верхней части емкости для пиролиза 1 размещены загрузочные люки 5, под одним из которых внутри емкости для пиролиза 1 размещена емкость для активации 6 с паровым коллектором 7. Паровой котел 3 и емкость для активации 6 связаны паропроводом 8, присоединенным к коллектору 7 с возможностью отключения.

Под емкостью для пиролиза 1 размещена топка 4, установленная с возможностью отключения и связанная с емкостью 1 разъемным термостойким уплотнением 9 с отверстием для прохода топочных газов. С противоположного от топки 4 торца емкость для пиролиза 1 соединена газоходом 10 с дымовой трубой 11. Газоход 10 выполнен в виде разъемного патрубка, одна часть которого закреплена в торцевой стенке емкости для пиролиза 1, а другая врезана в дымовую трубу 11.

Кроме этого газоход 10 связан дополнительным каналом, состоящим из нижней 12 и верхней 13 ветвей с паровым котлом 3 известной конструкции. Дополнительный канал нижней ветвью 12 соединен с газоходом 10 и нижней частью дымовой трубы 11, а его верхняя ветвь 13 врезана в дымовую трубу 11 выше газохода 10.

Обе ветви 12 и 13 дополнительного канала связаны также с соответствующими средствами для нагрева котла 3 (не показано).

Дымовая труба 11 между соединением с газоходом 10 и местом врезки верхней ветви 13 дополнительного канала разделена заслонкой 14, а сверху снабжена поворотной крышкой 15.

Емкость для пиролиза 1 может быть установлена на раме 2 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

Установка для производства угля работает следующим образом.

Через загрузочные люки 5 емкость для пиролиза 1 загружают сырьем, например, березовыми чурками, а емкость для активации 6 - древесным углем, после чего люки 5 закрывают и паропровод 8 соединяют с паровым коллектором 7. В паровой котел 3 заливают воду. Заслонка 14 и поворотная крышка 15 находятся в открытом положении.

После этого топку 4 присоединяют к емкости для пиролиза 1 с помощью термостойкого уплотнения 9, заполняют топливом и разжигают. Теплоноситель в виде горячих топочных газов поступает из топки 4 в емкость для пиролиза 1, осуществляет сушку сырья и через газоход 10 выходит в дымовую трубу 11 и далее в атмосферу.

Через период времени, достаточный для завершения процесса сушки сырья, заслонку 14 закрывают. С этого момента теплоноситель из газохода 10 поступает через нижнюю ветвь 12 дополнительного канала на обогрев котла 3 и через верхнюю ветвь 13 и дымовую трубу 11 отработавший теплоноситель удаляется в атмосферу. Параллельно с разогревом котла 3 внутри емкости 1 под действием теплоносителя начинается известный процесс пиролиза древесины, происходящий с выделением тепла. Температура внутри емкости для пиролиза 1 достигает 770-800^oС. При этом до таких же пределов повышается температура и внутри емкости для активации 6 с древесным углем.

При достижении внутри емкости 6 необходимой температуры осуществляют процесс активации находящегося в ней древесного угля по известным технологическим режимам. Для этого перегретый пар с относительно невысокой температурой (около 110^oС), подготовленный котлом 3, по паропроводу 8 через коллектор 7 подают в емкость для активации 6. Поскольку емкость для активации 6 находится внутри емкости для пиролиза 1, в которой в результате постоянно идущего процесса пиролиза поддерживается температура 770-800^oС, подача пара с температурой около 110^oС в нее не вызовет падения температуры процесса активации ниже 650^oС и не вызовет его остановку. Наиболее стабильно проходит процесс активации, когда емкость для пиролиза 1 не менее чем в девять раз больше емкости для активации 6.

После окончания процесса активации угля топку 4 отключают от емкости 1, заслонку 14 открывают, а поворотную крышку 15 на дымовой трубе 11 закрывают. В этот период в емкости 1 продолжается известный процесс пиролиза древесины без доступа воздуха до получения древесного угля. Подогрев воды в котле 3 прекращается.

После окончания процесса пиролиза и остывания установки паропровод 8 отсоединяют от коллектора 7, открывают люки 5, вынимают емкость для активации 6 и освобождают ее от активированного угля. Затем выгружают из емкости для пиролиза 1 древесный уголь.

При установке емкости для пиролиза 1 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, выгрузка может быть произведена при нахождении люков 5 в боковом или нижнем положении.

Таким образом, размещение емкости для активации внутри емкости для пиролиза и связь парового котла с емкостью для пиролиза и дымовой трубой дополнительным каналом через заслонку позволяет получать за один непрерывный цикл и древесный, и активированный уголь, снизить расход топлива и трудозатраты на обслуживание процесса, а также связать все агрегаты в единую мобильную установку.

Изобретение предназначено для производства угля, преимущественно из древесины. Установка для производства угля содержит топку, связанные газоходом емкость для пиролиза, емкость для активации, дымовую трубу и паровой котел, соединенный паропроводом с емкостью для активации с возможностью отключения, при этом емкость для активации размещена внутри емкости для пиролиза, а паровой котел связан с емкостью для пиролиза и дымовой трубой дополнительным каналом через заслонку. Изобретение позволяет за один непрерывный цикл получать и древесный, и активированный уголь, снизить расход топлива и трудозатраты на обслуживание процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для производства угля, включающая топку, связанные газоходом емкость для пиролиза, емкость для активации и дымовую трубу, а также паровой котел, соединенный паропроводом с емкостью для активации с возможностью отключения, отличающаяся тем, что емкость для активации размещена внутри емкости для пиролиза, а паровой котел связан с емкостью для пиролиза и дымовой трубой дополнительным каналом через заслонку. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что емкость для пиролиза установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.