УГЛЕВЫЖИГАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ "ПЕЧЮГА ДРУГ" Российский патент 2004 года по МПК C10B53/02 

Изобретение относится к оборудованию лесохимической промышленности, в частности, к устройствам для получения угля из древесного или растительного сырья в кусковом виде.

Известна углевыжигательная печь, включающая металлический корпус с установленной в нем съемной камерой, верхняя часть которой входит в песочный затвор корпуса (см. патент RU 2091425, кл. С 10 В 53/02, 1997).

Недостатком известного устройства является необходимость установки в корпусе печи съемной камеры, что повышает материалоемкость и трудозатраты при изготовлении печи.

Технической задачей изобретения является повышение срока эксплуатации углевыжигательной печи, включающей металлический корпус, совмещающий функцию съемной камеры, а также уменьшение теплопотерь во время сушки, пиролиза сырья и прокалки угля.

Для решения поставленной задачи углевыжигательная печь для получения угля из древесного или растительного сырья в кусковом виде включает металлический цилиндрический корпус, снабженный в верхней части гидравлическим затвором, установленное на основание дно в форме усеченного конуса с размещенной в зоне его меньшего диаметра, обращенного вниз, колосниковой решеткой, и съемную крышку, состоящую из мембраны с уложенным на ней утеплителем, усиленной бортовым элементом и закрепленной на подвесках к опорам, жестко соединенными с бортовым элементом, к наружной поверхности которого присоединен кольцевой элемент нижним краем, входящим в гидравлический затвор корпуса, при этом основание снабжено кольцевым гидравлическим затвором для размещения в нем нижней части корпуса, а в его центральной части выполнена полость, ограниченная цилиндрической поверхностью, переходящей в расширяющуюся кверху коническую поверхность с кольцевой выемкой, образующей между основанием и установленным на нем дном кольцевой зазор для отвода парогазов, при этом часть дна, примыкающая к кольцевому зазору, выполнена с отверстиями.

Печь также снабжена размещенными в основании каналом для подвода воздуха и каналами для отвода парогазов.

Гидравлический затвор корпуса печи с внутренней его стороны теплоизолирован.

Теплоизоляция крышки защищена сверху дополнительным покрытием.

Печь снабжена съемной трубой для отвода парогазов, нижний конец которой установлен в гидравлическом затворе.

Корпус печи снабжен горизонтальными и вертикальными элементами жесткости.

Печь также снабжена форсунками, размещенными в верхней части металлического корпуса.

Дно печи выполнено с возможностью его перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан разрез печи и схема движения парогазовых потоков, на фиг.2 - цилиндрическая часть печи, на фиг.3 - съемная крышка печи в плане, на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3, на фиг.5 - узел А на фиг.4, на фиг.6 - план дна печи, на фиг.7 - разрез Б-Б на фиг.6, на фиг.8 - план основания печи, на фиг.9 - разрез по АБС на фиг.8.

Углевыжигательная печь для получения угля из древесного или растительного сырья в кусковом виде включает металлический цилиндрический корпус 1, съемную крышку 2 и металлическое дно 3.

В верхней части корпуса 1 размещен кольцевой гидравлический затвор 4, образованный стенкой корпуса 1, кольцевым ребром жесткости стенки 5, выполненным из швеллера, и цилиндрической частью затвора 6.

Гидравлический затвор 4 с внутренней стороны корпуса теплоизолирован. Теплоизоляция (кирпич, листовой или шнуровой асбест) расположена в зазоре (кармане) 7, образованном стенкой корпуса 1 и цилиндрической обечайкой 8, прикрепленной к внутреннему кольцевому ребру жесткости 9 корпуса 1.

Съемная крышка 2 корпуса 1 выполнена в виде мембраны 10, усиленной бортовым элементом 11.

Пространство, ограниченное мембраной 10 и бортовым элементом 11, образующими по существу поддон, заполнено теплоизоляцией 12.

Сверху теплоизоляция защищена покрытием 13. Мембрана 10 закреплена на подвесках 14 к опорам 15, выполненным в виде перекрестных или радиальных балок, жестко соединенных с бортовым элементом 11.

К наружной поверхности бортового элемента присоединен кольцевой элемент (юбка) 16 крышки, нижняя часть которого входит в гидравлический затвор 4 корпуса 1.

Для подпитки зоны горения топливом дно 3 корпуса 1 выполнено в форме усеченного конуса, суженного книзу, т.е. меньший диаметр усеченного конуса обращен вниз.

В зоне меньшего диаметра дна установлена колосниковая решетка 17.

В стенке 18 дна, образованной конической поверхностью, выполнены отверстия 19, а верхняя часть стенки в уровне ее большего диаметра снабжена кольцом жесткости 20.

Для компенсации температурных расширений кольцо жесткости 20 установлено в зазоре 21, образованном между кольцевыми ребрами жесткости 22 и 23 стенки корпуса, размещенными в нижней ее зоне с внутренней стороны, вследствие чего дно печи может свободно перемещаться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

Дно корпуса установлено на основании 24, снабженное кольцевым гидравлическим затвором 25, в который входит нижняя часть стенки корпуса 1.

В центральной части основания выполнена полость, ограниченная цилиндрической поверхностью, переходящей в коническую поверхность, расширяющуюся кверху.

Коническая поверхность полости 26 предназначена для опирания дна корпуса и угол наклона ее образующей соответствует углу наклона конической поверхности дна. Полость, ограниченная цилиндрической поверхностью 27, расположена под колосниковой решеткой и предназначена для подвода воздуха в зону горения 28.

На конической поверхности полости основания на высоте, превышающей зону горения, выполнена кольцевая выемка, образующая между основанием и дном кольцевой зазор 29, при этом отверстия 19 выполнены в той части стенки дна, которая примыкает к кольцевому зазору.

Для повышения прочности цилиндрического корпуса он снабжен как горизонтальными ребрами жесткости 5, 9, 22, 23, так и вертикальными ребрами жесткости 30.

Углевыжигательная печь снабжена также системой подвода воздуха, отвода парогазов и форсунками 43 для подачи воды и смотровым люком 45.

Система подвода воздуха выполнена в виде канала 31, размещенного в основании и сообщающегося с полостью 27 основания и приямком 32. Со стороны приямка в канале 31 установлена регулирующая заслонка 33, а торец канала снабжен заслонкой 34.

Система отвода парогазов выполнена в виде каналов 35, размещенных в основании и сообщающихся с кольцевым зазором 29 и съемными трубами 36. Нижняя часть каждой съемной трубы 36 установлена в гидравлическом затворе 37, который может быть размещен на основании печи.

Устройство работает следующим образом.

Загрузка печи производится чуркой длиной до 500 мм сверху при открытой крышке с разделочной эстакады, на которую подается погрузчиком долготье, маломерная или кусковая древесина, а также любое кусковое растительное сырье, не рассыпающееся при пиролизе. Древесина разделывается на эстакаде электропилами или бензопилами.

После розжига углевыжигательной печи, когда дымовые газы будут иметь достаточно высокую температуру, ставятся съемные вытяжные трубы и закрывается крышка печи.

Дымовые газы из зоны горения 28 поднимаются вверх (восходящий поток 38) и, остывая за счет нагрева сырья, испарения влаги и элементов печи (нисходящий поток 39), обогащаются парами воды и продуктами пиролиза (парогазы), опускаются вниз ближе к стенкам корпуса, попадают в кольцевой зазор 29 и через каналы 35 и трубы 36 выбрасываются в атмосферу.

Тяга обеспечивается расположением зоны горения ниже уровня отвода парогазов из печи, регулируется высотой съемных труб 36 и регулирующей заслонкой 33.

Часть дымовых газов, ставших горючими за счет продуктов пиролиза и прокалки угля (парогазы) засасываются (эжектируются) в зону горения, что позволяет сэкономить сырье, расходуемое в качестве топлива.

После достижения температуры на выходе парогазов выше температуры разложения сырья (по показаниям термопары 40), подача воздуха прекращается, а в печь дозировочным насосом подается через форсунки тонко распыленная вода до температуры на выходе парогазов 100-120°С. Подача тонко распыленной воды ускоряет охлаждение угля и печи и одновременно предотвращает образование взрывоопасной смеси из-за возможного подсоса воздуха во время остывания угля и печи. Затем снимаются трубы 36, гидравлический затвор 37 закрывается крышкой 41. Печь ставится на охлаждение угля до температуры 40°С.

После полного остывания печи открывается крышка и, удостоверившись, что уголь окончательно остыл, его выгружают путем переворачивания печи над площадкой с помощью цапф 44 для выдержки и затаривания угля.

Возможен вариант выгрузки угля из печи пневмотранспортом через люк-лаз 42. Зола удаляется из полости 27. Далее печь загружается и цикл повторяется.

Уголь затаривается в бумажные или полиэтиленовые пакеты и складируется под навес.

Использование изобретения позволит увеличить время эксплуатации печи за счет выполнения сопрягаемых элементов конструкции с учетом предотвращения их деформаций при знакопеременных температурных нагрузках путем свободного их расширения или сужения, которые обеспечиваются наличием гидравлических затворов, выполнением крышки в виде мембраны, подвешенной к опорам, расположением дна в кольцевом пазе.

Предлагаемое устройство также позволяет уменьшить теплопотери за счет устройства теплоизоляции.

Изобретение относится к оборудованию лесохимической промышленности, в частности к устройствам для получения угля из древесного или растительного сырья в кусковом виде. Углевыжигательная печь включает металлический цилиндрический корпус, снабженный в верхней части гидравлическим затвором, установленное на основание дно в форме усеченного конуса с размещенной в зоне его меньшего диаметра, обращенного вниз, колосниковой решеткой, и съемную крышку, состоящую из мембраны с уложенным на ней утеплителем, усиленной бортовым элементом и закрепленной на подвесках к опорам, жестко соединенными с бортовым элементом, к наружной поверхности которого присоединен кольцевой элемент нижним краем, входящим в гидравлический затвор корпуса, при этом основание снабжено кольцевым гидравлическим затвором для размещения в нем нижней части корпуса, а в его центральной части выполнена полость, ограниченная цилиндрической поверхностью, переходящей в расширяющуюся кверху коническую поверхность с кольцевой выемкой, образующей между основанием и установленным на нем дном кольцевой зазор для отвода парогазов, при этом часть дна, примыкающая к кольцевому зазору выполнена с отверстиями. Изобретение позволяет повысить срок эксплуатации углевыжигательной печи, включающей металлический корпус, совмещающий функцию съемной камеры, а также снизить теплопотери во время сушки, пиролиза сырья и прокалки угля. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Углевыжигательная печь для получения угля из древесного или растительного сырья в кусковом виде, характеризующаяся тем, что включает металлический цилиндрический корпус, снабженный в верхней части гидравлическим затвором, установленное на основание дно в форме усеченного конуса с размещенной в зоне его меньшего диаметра, обращенного вниз, колосниковой решеткой, и съемную крышку, состоящую из мембраны с уложенным на ней утеплителем, усиленной бортовым элементом и закрепленной на подвесках к опорам, жестко соединенным с бортовым элементом, к наружной поверхности которого присоединен кольцевой элемент, нижним краем входящим в гидравлический затвор корпуса, при этом основание снабжено кольцевым гидравлическим затвором для размещения в нем нижней части корпуса, а в его центральной части выполнена полость, ограниченная цилиндрической поверхностью, переходящей в расширяющуюся кверху коническую поверхность с кольцевой выемкой, образующей между основанием и установленным на нем дном кольцевой зазор для отвода парогазов, при этом часть дна, примыкающая к кольцевому зазору выполнена с отверстиями.2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена размещенными в основании каналом для подвода воздуха и каналами для отвода парогазов.3. Печь по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что гидравлический затвор корпуса с внутренней его стороны теплоизолирован.4. Печь по любому из пп.1 или 3, отличающаяся тем, что теплоизоляция крышки защищена сверху дополнительным покрытием.5. Печь по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она снабжена съемной трубой для отвода парогазов, нижний конец которой установлен в гидравлическом затворе.6. Печь по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что корпус снабжен горизонтальными и вертикальными элементами жесткости.7. Печь по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что она снабжена форсунками, размещенными в верхней части металлического корпуса.8. Печь по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что дно выполнено с возможностью его перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях.