RU179857U1

RU179857U1 - HEATER

Info

Publication number: RU179857U1
Application number: RU2017123681U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Синицын
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2018-05-28

Abstract

Заявленное техническое решение предназначено для сжигания отходов древесной биомассы, может найти применение в промышленной теплоэнергетике и обеспечивает при его использовании повышение полноты выгорания топлива при одновременном снижении образования оксидов азота и снижение выбросов золы. Топка содержит топливно-газификационную камеру, снабженную дутьевыми отверстиями под колосниковой решеткой и над слоем топлива, две искроосадительные камеры, цилиндрический циклон, совмещенный с золосборником, снабженным трубой с аксиальным завихрителем для подачи воздуха, причем вращение центрального и периферийного потоков газа и дисперсного материала происходит в одну сторону. Циклон выполнен из огнеупорного кирпича. Под решетку топливно-газификационной камеры через дутьевые отверстия подается лишь часть действительно необходимого воздуха для сжигания топлива, остальное количество воздуха для сжигания образующегося полугаза подается над слоем топлива. Полезная модель позволяет повысить полноту выгорания топлива, снизить образование оксидов азота в процессе горения, снизить выбросы золы, расширить диапазон эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью и неравномерностью по гранулометрическому составу топлива.The claimed technical solution is intended for the combustion of wood biomass waste, can be used in industrial heat power engineering and, when used, provides increased burn-up of fuel while reducing the formation of nitrogen oxides and reducing ash emissions. The furnace contains a fuel and gasification chamber equipped with blast holes under the grate and above the fuel layer, two spark-settling chambers, a cylindrical cyclone combined with an ash pan equipped with a pipe with an axial swirler for supplying air, and the central and peripheral flows of gas and dispersed material rotate in one side. The cyclone is made of refractory bricks. Under the grill of the fuel-gasification chamber, only a fraction of the really necessary air for burning fuel is supplied through the blow holes, the rest of the air for burning the resulting semi-gas is fed above the fuel layer. The utility model allows to increase the completeness of fuel burnout, reduce the formation of nitrogen oxides in the combustion process, reduce ash emissions, expand the range of efficient burning of wood waste with high humidity and uneven particle size distribution of the fuel.

Description

Заявленное техническое решение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике.The claimed technical solution relates to a device for burning waste wood biomass processing and can be used in industrial heat power.

Известна бесколосниковая шахтная полугазовая топка системы проф. Грум-Гржимайло, широко применяемая при сжигании древесных отбросов в лесосушилках, работающих на дымовых газах. Конструкция топки предусматривает двухстадийное сжигание. Горящий слой в бесколосниковых топках лежит на слое шлака, который периодически удаляется через нижнюю дверку. Сепарация осуществляется только искрогасительными камерами. Смешение топочных газов с рециркулирующей в сушилке смесью и свежим воздухом производится в смесительной камере. Рабочая смесь из смесительной камеры подсасывается центробежным вентиллятором и подается в сушильную камеру [Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. Учеб. для высш. техн. учеб. заведений. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962, 320 с., стр. 248-249, рис. 11-19].Known besokolosnikovy mine semi-gas furnace system prof. Grum-Grzhimailo, widely used in the combustion of wood waste in flue gas dryers. The design of the furnace provides for two-stage combustion. The burning layer in the fanless furnaces lies on a layer of slag, which is periodically removed through the bottom door. Separation is carried out only by spark arrester. The mixture of flue gases with the mixture recirculated in the dryer and fresh air is carried out in a mixing chamber. The working mixture from the mixing chamber is sucked in by a centrifugal fan and fed into the drying chamber [P. Lebedev Calculation and design of drying plants. Textbook for higher. tech. textbook. institutions. M.-L.: Gosenergoizdat, 1962, 320 p., Pp. 248-249, Fig. 11-19].

Недостатком данной конструкции является трудность осуществления сепарации только искрогасительными камерами при сжигании несортированных отбросов, содержащих много мелких фракций, а также повышенный химический и механический недожог.The disadvantage of this design is the difficulty of separating only by spark chambers when burning unsorted waste containing many small fractions, as well as increased chemical and mechanical underburning.

Известна полугазовая топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой. За топкой устроены две искрогасительные камеры и цилиндрический циклон, выполненный из огнеупорного кирпича. Под решетку через дутьевые отверстия подается лишь часть действительно необходимого воздуха для сжигания топлива, остальное количество воздуха для сжигания образующегося полугаза подается над слоем топлива. Это значительно уменьшает скорость воздуха в слое и унос из топки искр и золы. В циклоне, как и искрогасительных камерах, сепарируются только топочные газы, что значительно облегчает работу этих устройств. Смешение топочных газов с рециркулирующей в топке смесью и разбавление их свежим воздухом производится после циклона. Экспериментальная проверка показала, что к.п.д. очистки дымовых газов при последовательной работе двух искрогасительных камер и огнеупорного циклона составляет 75% [Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. Учеб. для высш. техн. учеб. заведений. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962, 320 с., стр. 249-250.].Known semi-gas fire chamber VTI with an inclined grate. Two spark-extinguishing chambers and a cylindrical cyclone made of refractory brick are arranged behind the firebox. Under the grate, only part of the really necessary air for burning fuel is supplied through the blast holes, the rest of the air for burning the resulting semi-gas is supplied above the fuel layer. This significantly reduces the air velocity in the layer and the removal of sparks and ash from the furnace. In the cyclone, as well as spark arrester chambers, only flue gases are separated, which greatly facilitates the operation of these devices. Mixing the flue gases with the mixture recirculating in the furnace and diluting them with fresh air is carried out after the cyclone. Experimental verification showed that the efficiency purification of flue gases during the sequential operation of two spark-extinguishing chambers and a refractory cyclone is 75% [PD Lebedev Calculation and design of drying plants. Textbook for higher. tech. textbook. institutions. M.-L.: Gosenergoizdat, 1962, 320 p., Pp. 249-250.].

Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.This technical solution is the closest to the declared and taken as a prototype.

Недостатком данной конструкции является, трудность осуществления сепарации при сжигании несортированных древесных отбросов, содержащих много мелких опилок, а также повышенный химический и механический недожог.The disadvantage of this design is the difficulty of separation during the burning of unsorted wood waste containing many small sawdust, as well as increased chemical and mechanical underburning.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в обеспечении возможности полного сжигания топлива с различной влажностью, большой неоднородностью гранулометрического состава, большой долей примеси опилок.The problem to which the claimed technical solution is directed is to provide the possibility of complete combustion of fuel with different humidity, large inhomogeneity of particle size distribution, a large proportion of sawdust impurities.

Данная задача достигается тем, что топка для сжигания древесных несортированных отходов содержит топливно-газификационную камеру, снабженную дутьевыми отверстиями под колосниковой решеткой и над слоем топлива, две искрогасительные камеры и цилиндрический циклон, причем цилиндрический циклон совмещен с золосборником, соосно с выхлопным патрубком в золосборник введена труба с аксиальным завихрителем для подачи воздуха.This task is achieved in that the furnace for burning unsorted wood contains a fuel and gasification chamber equipped with blast holes under the grate and above the fuel layer, two spark-extinguishing chambers and a cylindrical cyclone, the cylindrical cyclone being combined with the ash pan, coaxially with the exhaust pipe, introduced into the ash pan pipe with axial swirl for air supply.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого технического устройства.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the proposed technical device.

Топка для сжигания древесных отбросов содержит: топливно-газификационную камеру 1, снабженную дутьевыми отверстиями под колосниковой решеткой и над слоем топлива, две искрогасительные камеры 2 и 3, цилиндрический циклон 5, содержащий золосборник 6 с трубой 7, на выходе которой установлен аксиальный завихритель 8, труба 7 соосна выхлопному патрубку 4, золосборник снабжен выпускным устройством 9, отходящие газы удаляются через трубу 10. Под решетку топливно-газификационной камеры через дутьевые отверстия подается лишь часть действительно необходимого воздуха для сжигания топлива, остальное количество воздуха для сжигания образующегося полугаза подается над слоем топлива.A furnace for burning wood waste contains: a fuel and gasification chamber 1, equipped with blast holes under the grate and above the fuel layer, two spark extinguishing chambers 2 and 3, a cylindrical cyclone 5 containing an ash pan 6 with a pipe 7, at the outlet of which an axial swirler 8 is installed, the pipe 7 is aligned with the exhaust pipe 4, the ash pan is equipped with an exhaust device 9, the exhaust gases are removed through the pipe 10. Under the grill of the fuel and gasification chamber, only a part of the really Qdim combustion air, the remaining amount of combustion air fed polugaza formed above the fuel bed.

Работа топки осуществляется следующим образомThe operation of the furnace is as follows

Подача топлива производится в топливно-газификационную камеру 1, под решетку через дутьевые отверстия подается лишь часть действительно необходимого воздуха для сжигания топлива, остальное количество воздуха для сжигания образующегося полугаза подается над слоем топлива. Это значительно уменьшает скорость воздуха в слое и унос из топливно-газификационной камеры искр и золы. В искрогасительных камерах 2 и 3 сепарируются только дымовые газы, что значительно облегчает работу этих устройств. Продукты сгорания после искрогасительных камер поступают в циклон 5, где поток является закрученным. В циклонную камеру 5 через трубу 7 с аксиальным завихрителем 8 подается закрученный поток воздуха. Вращение центрального и периферийного потоков газа и дисперсного материала происходит в одну сторону. Благодаря одностороннему вращению поток воздуха как бы подкручивает периферийный поток, обеспечивая равномерность вращения газов и дисперсного материала по всей высоте аппарата. Дисперсные частицы за счет центробежной силы отбрасываются в периферийное кольцо вращающегося газа и далее сепарируются в золосборник 6. Зола выводится через устройство 9, а очищенные отходящие газы через трубу 4 в дымовую трубу 10.Fuel is supplied to the fuel-gasification chamber 1, only part of the really necessary air for burning fuel is supplied under the grill through the blast holes, the rest of the air for burning the resulting semi-gas is supplied above the fuel layer. This significantly reduces the air velocity in the layer and the entrainment of sparks and ash from the fuel-gasification chamber. In spark-extinguishing chambers 2 and 3, only flue gases are separated, which greatly facilitates the operation of these devices. The combustion products after spark-extinguishing chambers enter cyclone 5, where the flow is swirling. In a cyclone chamber 5 through a pipe 7 with an axial swirler 8 is supplied swirling air flow. The rotation of the central and peripheral flows of gas and dispersed material occurs in one direction. Thanks to one-sided rotation, the air flow as it twists the peripheral flow, ensuring uniform rotation of gases and dispersed material over the entire height of the apparatus. Dispersed particles due to centrifugal force are thrown into the peripheral ring of the rotating gas and then separated into the ash pan 6. The ash is discharged through the device 9, and the cleaned exhaust gases through the pipe 4 into the chimney 10.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить возможность полного сжигания древесного топлива с различной влажностью и неравномерным гранулометрическим составом топлива за счет более длительного нахождения частиц топлива в объеме топки, снизить химический и механический недожог, а также снизить выбросы золы и образование оксидов азота при горении топлива за счет реализации схемы двухступенчатого сжигания топлива.Thus, the proposed technical solution makes it possible to completely burn wood fuel with different humidity and uneven particle size distribution of the fuel due to the longer residence of fuel particles in the furnace volume, to reduce chemical and mechanical underburning, as well as to reduce ash emissions and the formation of nitrogen oxides during fuel combustion due to the implementation of a two-stage fuel combustion scheme.

Claims

The furnace, characterized in that it contains a fuel and gasification chamber equipped with blast holes under the grate and above the fuel layer, two spark-extinguishing chambers and a cylindrical cyclone, the cylindrical cyclone being combined with the ash collector, introduced a pipe with an axial swirler coaxially with the exhaust pipe into the ash collector for feeding air.