Способ углежжения и печь для осуществления этого способа Советский патент 1928 года по МПК C10B15/02 C10B49/02 

Уголь (древесный, торфяной) для целей металлургического производства (выплавки чугуна) должен выжигаться прочный, чтобы он, не раздробляясь, мог выдержать весьма значительную нагрузку в шахте доменной печи, непористый, чтобы он давал калильный (высокой температуры) жар, а не длинное (низкой температуры) пламя, затем уголь должен быть высококалорийным-в него должна перейти возможно большая часть теплотворной способности обугливаемого материала. В то же время приемы выжигания угля должны быть несложными, понятными для простого рабочего углежога.

Существуюш1ие в практике способы массового производства угля (кроме кустарных, каковыми являются: ямное, казанное и ретортное смолокурение) разделяются на: костровое (кучное, баганное и печное костровое), ретортное (ретортные и калориферные печи) и томильное (печи Шварца, Колясникова, Суханова).

В костровом способе переугливания материал просушивается и обугливается при сжигании части обугливаемого материала в самой камере обугливания при малом доступе воздуха; при ретортном способе обугливание происходит в закрытой камере при нагревании материала теплом внешнего источника через стенки камеры или калориферов, и печной томильный способ состоит в том, что обугливание материала производится в печах с отдельной , расположенной ниже пода камеры печи.

Наибольшее распространение имеет печной томильный способ (печи Шварца, Колясникова, Суханова и проч.), но поскольку обугливание материала происходит в потоке топочных газов, удаляющих из угля все продукты возгона, или же сполна сжигающих их в камере (полугазовые печи), уголь получается слабым, пористым с пониженной жаропроизводительностью. Таким образом, для улучшения качества угля необходимо, чтобы

продукты возгона не удалялись из камеры печи, а обугливаемый материал (дрова) мог бы подвергаться не столько томлению (сухой перегонке), сколько сварке (переформирование в атмосфере возгонов) в древесный (торфяной) кокс.

Соответственно этому углежжение в камерных печах ведется с разделением процесса на две фазы: в первой материал просушивается до стадии сухой перегонки горячими бескислородными газами, прогоняемыми для удаления влаги через камеру и материал и получаемыми извне (напр., работой топки, газогенератора, доменными газами и пр.), а во второй фазе материал обугливается при сгорании продуктов перегонки, при чем обычно воздух подводится в верхнюю часть камеры. В предлагаемом способе углежжения воздух во второй стадии процесса подводится через ряд небольших отверстий (в торец кирпича) на уровне пода камеры печи для сжигания продуктов сухой перегонки дерева в нижней части камеры печи. При этом через указанные отверстия одновременно с поступлением свежего воздуха должны выходить и продукты горения, благодаря чему происходит саморегулирование горения, так как с открытием этих отверстий и закрытием топки, через отверстия в камеру печи устремляется воздух, который в плоскости соприкосновения с горячими продуктами возгона зажигает их. Усиленное горение сейчас же дает значительное количество продуктов горения, которые, устремляясь для выхода в те же отверстия, сокращают доступ воздуха в камеру, и таким образом горение в камере саморегулируется.

Таким образом, для осуш,ествления предлагаемого способа в томильной углевыжигательной печи (камерной с топкой ниже пода камеры) необходимо в добавление к 2-4 дымовым отверстиям сделать на том же уровне пода камеры печи ряд горизонтальных отверстий и открывать их во второй фазе углежжения, прекращая одновременно работу топки печи. Весь же начальный процесс углежжения (просушка материала) ведется обычным для томильных печей способом, т.-е. камера печи насаживается материалом (напр, дровами) предпочтительно на горизонтальном настиле из того же материала, при чем дрова выгоднее насаживать вертикально. После загрузки камеры все отверстия, кроме топки и дымовых выходных отверстий, закрываются и хорошо замазываются (напр, глиной). Топка наполняется горрочим и разжигается. Горячие топочные газы постепенно просушивают насаженный в камеру материал до степени сухой перегонки и доводят температуру в камере до 260, после чего открывается горизонтальный ряд отверстий на уровне пода камеры печи, а действие топки прекращают, разобщая ее с камерой или закрывая так, чтобы воздух, необходимый для дальнейшего обугливания, мог попадать только через указанные на уровне пода печи отверстия, которые одновременно служат и для выхода продуктов горения. Окончание процесса легко узнать по приближению горения в камере к самым отверстиям (отдушинам) и по значительному сокращению горючих продуктов возгона, вследствие чего начинается их полное сгорание, и выходящий из отверстий дым приобретает синеватый оттенок. В этой стадии дальнейшее переугливание прекращают, закрывая и затирая глиной наглухо все отверстия и щели камеры, и оставляют печь для остывания, при этом весьма полезно (в смысле конденсации углем возгонов углежжения и ускорения процесса охлаждения) производить опрыскивание переугливаемого материала водой через отверстия в своде камеры печи (2-3 ведра на 10 куб. метров материала). Для выполнения этого способа камерная печь с топкой ниже пода камеры и с рядом отверстий вдоль стен камеры снабжается вьюшкой, отделяющей топку от камеры, и отверстием в своде печи для введения воды.

На чертеже фиг. 1 изображает поперечный разрез предлагаемой печи и фиг. 2-план ее.

В камере на уровне пода печи (покатого от середины ко всем стенкам камеры) устроен ряд горизонтальных отверстий (отдушин) е для выхода продуктов горения и поступления одновременно в камеру воздуха, топка А для лучшего ее разобш,ения с камерой во второй фазе углежжения герметически закрывается не только со стороны топочного отверстия, но и в дымоходе Г вьюшкой или клапаном в (с последуюш,ей заливкой глиной); для этого вся топка выдвинута изпод середины печи наружу, чтобы дымовой канал Г с вьюшкой в были доступны для осмотра через рабочее отверстие / с герметической заслонкой д. Для более равномерного хода горения в первой фазе углежжения доступ воздуха через топочное отверстие должен быть возможно сокраш,ен, а для полного сгорания топочных газов воздух впускается по особому каналу а в дымовой канал Г, который в данном случае будет служить камерой сжигания топочных газов. Этим изменением упрош,ается надзор за работой топки и сокраш,ается расход топлива на подшуровку. Вследствие сильного развития в дымовом канале Г и над ним жара - как дымовой канал Г, так и стенку камеры б над ним, следует делать из белого кирпича. Для впрыскивания воды в печь, в своде печи полезно сделать 2-3 отверстия г плотно закрываюш,иеся вьюшками.

В остальном устройство фундамента В стенок Б, сводов Е, загрузочных дверей с железными ставнями Ж, дымовых окон 3 с контрольным глазком О, дымовых отверстий Е, служаш,их и для стока подсмольной воды, устройства шатра над печью и топкой - производится обычным путем.

Предмет патента.

1. Способ углежжения в камерных печах с отдельной топкой, расположенной ниже пода печи, и с рядом мелких отверстий (отдушин) на уровне пода камеры печи вдоль ее стенок, с разделением процесса углежжения на две фазы: первую- подсушивания дерева за счет тепла сжигания горючего на отдельной топке, и вторую - обугливания за счет тепла сгорания продуктов сухой перегонки самого обугливаемого дерева в камере печи,-отличаюш,ийся тем, что, по окончании подсушки и достижении внутри камеры температуры около 260°, внешнюю топку разобщают от камеры так, что воздух, необходимый для обугливания, может попадать в камеру лишь через отдушины у пода ее, остающиеся открытыми во второй фазе процесса и служащие и для выхода продуктов горения.

2. Камерная печь для осуществления означенного в п. 1 способа с отдельной топкой, расположенной ниже уровня пода печи и с рядом отверстий (отдушин) у пода печи вдоль стен ее камеры, отличающаяся совокупным применением: а) вьюшки в в дымовом канале Г, снабженном отверстиями а для впуска добавочного воздуха, и б) отверстий г в своде для введения в печь воды при ее охлаждении.

Фип1.