КОТЕЛ ДЛЯ УГЛЕЖЖЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК C10B53/02 C10B47/00 C10J3/20 

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

Известен котел для углежжения, содержащий корпус, загрузочный бункер для дров, газовый проход для горючих газов, топочную камеру (1).

Техническим результатом является повышение экономичности работы установки за счет рационального сжигания горючих газов, образующихся при карбонизации древесины.

Сущность устройства котла для углежжения заключается в том, что газовый проход образован внутренними стенками, по меньшей мере, двух герметичных загрузочных бункеров для дров, расположенных по периметру газового прохода, а наружные стенки являются частью наружной стенки корпуса, топочная камера установлена под газовым проходом, при этом загрузочные бункера для дров соединены с топочной камерой входящим в нее каналом, через который проходят выделившиеся из дров горючие газы. Каналы входят в поддувало топочной камеры. В газовом проходе установлен механизм смешивания горючих газов с воздухом, выполненный в виде инжектора, состоящего из сопла, по которому движутся горючие газы, являющиеся внешним потоком среды, и отверстий в сопле, служащих входом для потока воздуха, являющегося внутренним потоком среды. Под загрузочным бункером для дров установлен накопительный бункер для древесного угля, имеющий герметичную загрузочную дверцу. Загрузочный бункер для дров и накопительный бункер для древесного угля соединены между собой механизмом затвора, задвижкой.

На фиг.1 изображен котел для углежжения.

Котел для углежжения состоит из корпуса 1, загрузочных бункеров 2 для дров, газового прохода 3, образованного из внутренних стенок, по меньшей мере, двух загрузочных бункеров 2 для дров, расположенных по периметру газового прохода 3. А наружные стенки загрузочных бункеров 2 для дров являются частью наружной стенки корпуса.1. Под газовым проходом имеется топочная камера 4. Топочная камера 4 имеет поддувало 5 и колосниковую решетку 6. Загрузочные бункера 2 для дров выполнены герметичными. Загрузочный бункер 2 для дров соединен с топочной камерой 4 каналом 7. Канал 7 вводится в поддувало 5. Через этот канал 7 выходят из загрузочного бункера 2 горючие газы. В газовом проходе 3 установлен механизм 8 смешивания горючих газов с воздухом. Механизм 8 смешивания горючих газов с воздухом выполнен в виде инжектора, который имеет сопло 9 и отверстия 10 в сопле 9. Через сопло 9 проходят горючие газы, являющиеся внешним потоком среды инжектора. А через отверстия 10 проходит воздушный поток, являющийся внутренним потоком среды инжектора. Под загрузочным бункером 2 для дров установлен накопительный бункер 11 для остывания древесного угля. Между загрузочным бункером 2 и накопительным бункером 11 имеется задвижка 12 реечного типа. Накопительный бункер 11 для древесного угля имеет разгрузочную дверцу 13. Разгрузочная дверца 13 выполнена герметичной, так как малейшее попадание воздуха в горячий древесный уголь вызовет окислительную реакцию и образование огня. Над газовым проходом 3 установлен теплообменник 14. Загрузочный бункер 2 имеет герметичную дверцу 15. Дымогазы выходят через дымоотводящий канал 16 и всасываются далее в дымоотводящую трубу. 17. Дымоотводящий канал 16 и дымоотводящая труба 17 соединены между собой.

Котел для углежжения работает следующим образом. Для розжига в топочную камеру 4 закладывают дрова. В загрузочные бункера 2 закладывают дрова поочередно. Сначала в один бункер 2. Дверцу 15 загрузочного бункера 2 закрывают герметично. Разжигают дрова в топочной камере 4. При розжиге и дальнейшем горении дров происходит химический процесс соединения окислителя (воздуха) с горючими элементами топлива. К горючим элементам топлива относятся: углерод (С), водород (Н), сера (S), а также горючие газы СО, Н₂, С_мН_n. Температура воспламенения горючих газов имеет следующие значения: водорода 580-:-590 градусов, окиси углерода 644-:-658 градусов, метана 650-:-750 градусов. Воздух подается через поддувало 5, всасывается в топочную камеру 4 через колосниковую решетку 6. В начале процесса горения дрова просушиваются. Выделяется много дыма. При невысоких температурах горения дров в топочной камере 4 средняя энергия молекул значительно ниже энергии активации и поэтому лишь небольшая доля молекул топлива и воздуха способна к реакции. Основная их часть выделяется в виде горючих газов. Интенсивность выделения горючих газов регулируют дверцей поддувала 5 при естественной вытяжке. Горючие газы поступают в инжектор, проходя через сопло 9. Одновременно через отверстия 10 инжектора всасывается воздух. Поступившая дополнительная порция окислителя (воздуха) смешивается с горючими газами, вступая в реакцию с молекулами горючих газов, имеющих высокотемпературную точку воспламенения, дожигая их. Выделившаяся при окислении тепловая энергия интенсивно передается стенкам газового прохода 3 и теплообменнику 14, а дымогазы выходят наружу через дымоотводящий канал 16 и трубу 17. Через стенки газового прохода 3 тепловая энергия передается дровам, заставляя их интенсивно газовать. Дрова газуют, превращаясь в древесный уголь. А горючие газы, образующиеся при газации дров, поступают в канал 7. Оттуда в поддувало 5. В поддувале 5 горючие газы, выравниваясь по всему объему, выходят через колосниковые решетки 6 и попадают в сопла 9. Проходя через сопла 9, горючие газы смешиваются с потоком воздуха, сгорая в газовом проходе 3, образуя факел. Когда дрова разгорятся и из загрузочного бункера 2 будут выходить горючие газы, начинают закладку дров во второй загрузочный бункер 2. Процесс выхода горючих газов из первого загрузочного бункера 2 будет заметен образованием яркого факела по высоте топочной камеры 4 и газового прохода 3. При завершении процесса выхода горючих газов из дров в первом загрузочном бункере 2 открывают задвижку 12 и древесный уголь сбрасывают в накопительный бункер 11. Затем задвижку 12 закрывают, а дверцу 15 первого загрузочного бункера 2 открывают и в него закладывают новую порцию дров. При завершении процесса газации дров во втором загрузочном бункере 2 открывают задвижку 12 второго загрузочного бункера 2 и древесный уголь сбрасывают в накопительный бункер 11. Задвижку 12 второго загрузочного бункера 2 закрывают. Открывают дверцу 15 второго загрузочного бункера 2 и в него закладывают порцию дров. Загрузочный бункер 2 закрывают герметично дверцей 15. Далее открывают загрузочную дверцу 13 накопительного бункера 11 под первым загрузочным вертикальным бункером и вытаскивают остывший древесный уголь. При завершении процесса выхода горючих газов из дров в первом бункере 2 открывают задвижку 12 и древесный уголь сбрасывают в накопительный бункер 11. Очередность технологического процесса повторяется.

Источник информации:

1. Патент EP 0035550 B1, 21.11.1985 г.

Изобретение относится к устройствам для получения древесного угля путем обжигания дерева без доступа воздуха. Котел для углежжения содержит корпус 1, загрузочный бункер для дров 2, газовый проход для горючих газов 3, топочную камеру 4. Газовый проход 3 образован внутренними стенками, по меньшей мере, двух герметичных загрузочных бункеров для дров 2, расположенных по периметру газового прохода 3, а наружные стенки являются частью наружной стенки корпуса 1, топочная камера 4 установлена под газовым проходом 3, при этом загрузочные бункеры для дров 2 соединены с топочной камерой 4 входящим в ее поддувало 5 каналом 7, через который проходят выделившиеся из дров горючие газы. В газовом проходе 3 установлен механизм смешивания горючих газов с воздухом 8. Под загрузочным бункером для дров 2 установлен накопительный бункер для древесного угля 11. Механизм смешивания горючих газов с воздухом выполнен в виде инжектора, состоящего из сопла 9, по которому движутся горючие газы, являющиеся внешним потоком среды, и отверстий в сопле, служащих входом для потока воздуха, являющегося внутренним потоком среды. Технический результат заключается в повышении экономичности работы котла за счет рационального сжигания горючих газов, образующихся при карбонизации древесины. 6 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Котел для углежжения, содержащий корпус, загрузочный бункер для дров, газовый проход для горючих газов, топочную камеру, отличающийся тем, что газовый проход образован внутренними стенками, по меньшей мере, двух герметичных загрузочных бункеров для дров, расположенных по периметру газового прохода, а наружные стенки являются частью наружной стенки корпуса, топочная камера установлена под газовым проходом, при этом загрузочные бункеры для дров соединены с топочной камерой входящим в ее поддувало каналом, через который проходят выделившиеся из дров горючие газы.

2. Котел по п.1, отличающийся тем, что в газовом проходе установлен механизм смешивания горючих газов с воздухом.

3. Котел по п.1, отличающийся тем, что под загрузочным бункером для дров установлен накопительный бункер для древесного угля.

4. Котел по п.2, отличающийся тем, что механизм смешивания горючих газов с воздухом выполнен в виде инжектора, состоящего из сопла, по которому движутся горючие газы, являющиеся внешним потоком среды, и отверстий в сопле, служащих входом для потока воздуха, являющегося внутренним потоком среды.

5. Котел по п.3, отличающийся тем, что загрузочный бункер для дров и накопительный бункер для древесного угля соединены между собой механизмом затвора.

6. Котел по п.3, отличающийся тем, что накопительный бункер для древесного угля имеет герметичную разгрузочную дверцу.

7. Котел по п.5, отличающийся тем, что механизмом затвора является задвижка.