RU2042702C1

RU2042702C1 - Coal burn-out furnace

Info

Publication number: RU2042702C1
Application number: RU9393031366A
Authority: RU
Inventors: И.И. Гуслицер; В.А. Карепов; М.Ф. Гудков; В.П. Шмаков; О.С. Апарцев
Original assignee: Сибирский научно-исследовательский институт лесной промышленности
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: production of wood coal. SUBSTANCE: coal burn-out furnace has cylindrical vessel with charging chamber, pyrolysis chamber and heat sources. Cylindrical vessel may be rotated in step-by-step mode of displacement on horizontal support shaft with isolated chambers made in the form of sectors. Shaft carries gas and liquid distributing annular collector. Heat sources are made in the form of heat shields. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам химической технологии древесины и может быть использовано в лесохимической промышленности для получения древесного угля. The invention relates to devices for the chemical technology of wood and can be used in the chemical industry for charcoal production.

Известна двухкамерная углевыжигательная печь, по способу производства древесного угля выполненная с разделением по месту и функциональному назначению камер пиролиза и охлаждения древесного угля, с возможностью периодического переноса продукции на фазах перепада из одной камеры в другую при неизменном функциональном назначении каждой из камер. Known is a two-chamber charcoal kiln, according to the method of producing charcoal, made with separation according to the location and function of the chambers of pyrolysis and cooling of charcoal, with the possibility of periodically transferring products at the differential phases from one chamber to another with the same purpose of each chamber.

Однако эта печь кинематически и конструктивно сложна, требует периодической разгерметизации камеры пиролиза для ее загрузки и разгрузки. However, this furnace is kinematically and structurally complex, it requires periodic depressurization of the pyrolysis chamber for its loading and unloading.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является кольцевая печь для производства кокса, выполненная в виде вертикально стоящей, герметично закрытой цилиндрической емкости, снабженной внешней тепловой изоляцией и оснащенной вращающимся вокруг геометрической оси емкости полом. Closest to the technical nature of the present invention is an annular furnace for the production of coke, made in the form of a vertically standing, hermetically sealed cylindrical tank, equipped with external thermal insulation and equipped with a floor rotating around the geometric axis of the tank.

Недостатком кольцевой печи является ее непригодность для производства древесного угля из-за отсутствия камеры охлаждения, поскольку гашение водой, как это имеет место при получении каменноугольного кокса, исключается, а использование дополнительной камеры охлаждения повышает металлоемкость, удорожает конструкцию, требует применения технических средств перевалки горячего древесного угля в камеру охлаждения. Все это вызывает потери продукции и удлинение цикла производства, определяемого временем охлаждения продукции. The disadvantage of the ring furnace is its unsuitability for the production of charcoal due to the lack of a cooling chamber, since quenching with water, as is the case when producing coal coke, is eliminated, and the use of an additional cooling chamber increases the metal consumption, increases the cost of construction, requires the use of hot wood coal into the cooling chamber. All this causes loss of production and lengthening of the production cycle, determined by the cooling time of the product.

Техническим результатом изобретения является сокращение цикла производства древесного угля, а следовательно, и повышение производительности. The technical result of the invention is to shorten the production cycle of charcoal, and therefore, increase productivity.

Технический результат обеспечивается тем, что цилиндрическая печь выполнена поворотной, с шагом 120^о, и снабжена изолированными друг от друга камерами-секторами с возможностью последовательного изменения положения в пространстве и функционального назначения камер-секторов, с оснащением печи кольцевым коллектором и источником нагрева в виде теплоотражательных экранов.The technical result is ensured by the fact that the cylindrical furnace is made rotatable, with a step of 120 ^° , and is equipped with isolated sector cameras with the possibility of sequentially changing the position in space and the functional purpose of the camera sectors, with the furnace equipped with a ring collector and a heat source in the form of heat-reflecting screens.

На фиг. 1 изображена углевыжигательная печь; на фиг.2 то же, поперечное сечение; на фиг.3 узел рециркуляции парогазовой смеси, продольный разрез; на фиг.4 то же, вид с торца устройства; на фиг.5 узел отбора парогазовой смеси, жижки и подачи в камеру охлаждения инертного газа; на фиг.6 сечение А-А на фиг.5. In FIG. 1 shows a charcoal kiln; figure 2 is the same, cross section; figure 3 node recirculation of the gas mixture, a longitudinal section; figure 4 is the same, end view of the device; figure 5 site selection gas-vapor mixture, slurry and feed into the cooling chamber of an inert gas; Fig.6 section AA in Fig.5.

Углевыжигательная печь выполнена в виде цилиндрической емкости 1 с боковыми 2 и торцовыми 3 стенками, соосно посаженной на опорную трубу 4. Труба 4 опирается в подшипниковых узлах 5 на две опоры 6, установленные на раме 7. Емкость 1 продольными перегородками 8 делится на три камеры-сектора: камеру-сектор 9 загрузки и подсушки пиролизного сырья, камеру-сектор 10 сушки и пиролиза, а также камеру-сектор 11 охлаждения и выгрузки древесного угля. Каждая камера-сектор снабжена люком 12, оснащенным крышкой 13, опирающейся на уплотнения 14. Перегородки 8 и поверхность трубы 4 в пределах емкости 1 снабжены слоем 15 изоляции. Труба 4 выполнена с уклоном до 2% в сторону одной из торцовых стенок 3 емкости 1 для стока жижки. Над камерой-сектором 10 сушки и пиролиза, а также камерой-сектором 9 подсушки пиролизного сырья с внешней стороны боковых стенок 2 установлены большой 16 и малый 17 теплоотражательные экраны, оснащенные теплоизлучателями 18. Все три камеры-секторы 9-11 жестко и герметично связаны всасывающими патрубками 19 с внутренней полостью трубы 4 через торцовую стенку 3. С противоположной стороны емкости 1 камеры-секторы 9-11 соединены с внутренней полостью трубы 4 тремя нагнетательными патрубками 20, снабженными запорными устройствами 21, оснащенными индивидуальными приводами 22. The coal burning furnace is made in the form of a cylindrical tank 1 with side 2 and end 3 walls, coaxially mounted on the support pipe 4. The pipe 4 is supported in the bearing units 5 by two bearings 6 mounted on the frame 7. The capacity 1 of the longitudinal partitions 8 is divided into three chambers - sectors: chamber-sector 9 of loading and drying pyrolysis raw materials, chamber-sector 10 of drying and pyrolysis, as well as chamber-sector 11 of cooling and unloading charcoal. Each camera sector is equipped with a hatch 12, equipped with a cover 13, supported by seals 14. Partitions 8 and the surface of the pipe 4 within the tank 1 are provided with an insulation layer 15. The pipe 4 is made with a slope of up to 2% in the direction of one of the end walls 3 of the tank 1 for drainage of the slurry. Above the camera sector 10 of drying and pyrolysis, as well as the camera sector 9 of drying pyrolysis raw materials, outside the side walls 2 are large 16 and small 17 heat-reflecting screens equipped with heat emitters 18. All three camera sectors 9-11 are rigidly and hermetically connected by suction pipes 19 with an internal cavity of the pipe 4 through the end wall 3. On the opposite side of the tank 1, the camera sectors 9-11 are connected to the internal cavity of the pipe 4 by three discharge pipes 20, equipped with locking devices 21, equipped with individual Allen drives 22.

Концы трубы 4 в створе стенок 3 отделены заглушками 23 от ее средней части, снабженной изоляционным материалом (слой 15). На обоих концах трубы 4 установлены торцовые муфты 24 с графитовыми уплотнениями, жестко и герметично связанные с трубопроводом 25 рециркуляции парогазовой смеси в секторе 10 сушки и пиролиза. В разъеме трубопровода 25 рециркуляции установлен вентилятор 26. На опорной трубе 4 посажены торцовые муфты 24, опорные подшипники (узлы 5) и кольцевой коллектор 27. Посадочное место для коллектора 27 выполнено в виде кольцевого утолщения 28 трубы 4. Патрубки 29 отвода избытка парогазовой смеси и патрубки 30 сбора жижки связывают емкость 1 с тремя камерами 31 кольцевого утолщения 28 коллектора 27. Полость камер 31 связана с внешней поверхностью кольцевого утолщения 28 каналом 32. Обойма кольцевого коллектора 27 снабжена патрубком 33 выпуска парогазовой смеси и малой емкостью 34 с крышкой 35, снабженной отверстием 36. Под углом 120^о к патрубку 33 в объеме кольцевого коллектора 27 установлен патрубок 37, соединенный через редукционный клапан 38 с баллоном 39, наполненным инертным газом. Нагнетательные патрубки 20 в пределах емкости 1 снабжены соплами 40. На трубе 4 установлен привод 41 поворота емкости 1.The ends of the pipe 4 in the alignment of the walls 3 are separated by plugs 23 from its middle part provided with insulating material (layer 15). At both ends of the pipe 4, mechanical couplings 24 with graphite seals are installed, rigidly and tightly connected to the gas-vapor mixture recirculation pipe 25 in the drying and pyrolysis sector 10. A fan 26 is installed in the connector of the recirculation pipeline 25. End sleeves 24, thrust bearings (units 5) and an annular manifold 27 are mounted on the support pipe 4. The seat for the collector 27 is made in the form of an annular thickening 28 of the pipe 4. Pipes 29 for removing excess steam and gas mixture and liquefaction collection nozzles 30 connect the vessel 1 to three chambers 31 of annular thickening 28 of the collector 27. The cavity of the chambers 31 is connected to the outer surface of the annular thickening 28 by a channel 32. The ring collector cage 27 is equipped with a steam-gas mixture outlet pipe 33 and small capacity and 34 with the lid 35, provided with an opening 36. At an angle ^of 120 to the nozzle 33 in the volume of the annular manifold 27 is arranged nozzle 37 connected via a pressure reducing valve 38 with a balloon 39 filled with inert gas. The discharge pipes 20 within the tank 1 are equipped with nozzles 40. A drive 41 for turning the tank 1 is installed on the pipe 4.

Углевыжигательная печь работает следующим образом. Carbon furnace operates as follows.

В камеру-сектор 9 через люк 12 загружают пиролизное сырье. Стенки 2 камеры-сектора 9 прогреваются теплоизлучателями 18, размещенными на малом теплоотражательном экране 17. Излучением от внутренних стенок 2 пиролизное сырье разогревается и отдает большую часть влаги, которая удаляется через люк 12, затем люк 12 закрывают крышкой 13, плотно прилегающей к уплотнению 14. Приводом 41 емкость 1, посаженную на трубу 4, поворачивают на угол 120^о относительно подшипниковых узлов 5 опор 6, опирающихся на раму 7. Загруженное пиролизное сырье устанавливают под теплоотражательный экран 16. При этом с позицией функционирования и нового местоположения камера-сектор 9 загрузки и подсушки пиролизного сырья в результате поворота емкости 1 и под воздействием излучателей 18 на боковую поверхность 2 трансформируется в камеру-сектор 10 сушки и пиролиза. Включают вентилятор 26. Через всасывающий патрубок 19 парогазовая смесь из камеры-сектора 10 поступает в трубу 4 и затем по трубопроводу 25 через торцовую муфту 24 подается в нагнетательный патрубок 20. По патрубку 20 при открытом запорном устройстве 21 через сопла 40 парогазовая смесь поступает в сектор 10. Сквозное движение воздуха и парогазовой смеси по трубе 4 исключается заглушками 23. При многократной рециркуляции, забирая тепло от нагретых излучателями 18 стенок 2, воздух и затем парогазовая смесь нагреваются, отдают тепло пиролизному сырью, насыщаются парами воды испаряемой из древесины, а затем и газами пиролиза. Избыток парогазовой смеси вытесняется через патрубок 29 в камеру 31 кольцевого коллектора 27, посаженного на кольцевое утолщение 28, и выбрасывается в атмосферу или утилизатор (не показан) через патрубок 33. Оседающая на трубу 4 жижка стекает по патрубку 30 в камеру 31 и затем по каналу 32 в малую емкость 34, откуда через отверстие 36 в крышке 35 подается на утилизацию. Потери тепла из камеры-сектора 10 ограничены теплоизоляцией (слой 15) трубы 4, на продольных перегородках 8 и торцовых стенках 3. Приводом 22 запорное устройство 21 перекрывает патрубок 29 в камере-секторе 10. Открывают запорное устройство в камере-секторе 9. Приводом 41 емкость 1 поворачивают на 120^о. Камера-сектор 9 трансформируется в камеру-сектор 10, сектор 10 трансформируется в камеру-сектор 11 охлаждения и выгрузки древесного угля. Стенка 2 и древесный уголь в камере-секторе 11 охлаждаются. Заполняющие камеру-сектор 11 пиролизные газы сжимаются, давление падает. Из баллона 39 через редукционный клапан 38, патрубок 37, кольцевой коллектор 27, камеру 31 и патрубки 39 и 30 поступает инертный газ, который расширяясь компенсирует падение давления в камере-секторе 11 и тем самым исключает подсос воздуха извне. Наличие инертного газа в камере-секторе 11 ускоряет охлаждение древесного угля. По достижении температуры древесного угля 40^оС открывают люк 12. Древесный уголь высыпается. Затем крышку 13 люка 12 прикрывают. Емкость 1 поворачивают на 120^о. Камера-сектор 11 трансформируется в камеру-сектор 9. Цикл производства древесного угля из пиролизного сырья завершается.Pyrolysis feed is loaded into the chamber sector 9 through the hatch 12. The walls 2 of the camera sector 9 are heated by heat emitters 18 located on a small heat-reflecting screen 17. By radiation from the inner walls 2, the pyrolysis raw material is heated and gives off most of the moisture that is removed through the hatch 12, then the hatch 12 is closed with a lid 13 that is tightly attached to the seal 14. With drive 41, the container 1, mounted on the pipe 4, is rotated through an angle of 120 ^° relative to the bearing assemblies 5 of the bearings 6, supported by the frame 7. The loaded pyrolysis raw material is installed under the heat-reflecting screen 16. Moreover, with the position of the function of the new location and the chamber sector 9 of the loading and drying of pyrolysis raw materials as a result of rotation of the tank 1 and under the influence of emitters 18 on the side surface 2 is transformed into the chamber sector 10 of drying and pyrolysis. The fan 26 is turned on. The vapor-gas mixture from the chamber sector 10 enters the pipe 4 through the suction pipe 19 and then passes through the pipe 25 through the end coupling 24 to the discharge pipe 20. Through the pipe 20 with the shut-off device 21 open, the gas-vapor mixture enters the sector 10. The through movement of air and the gas-gas mixture through the pipe 4 is eliminated by plugs 23. In case of repeated recirculation, taking heat from the walls 2 heated by the emitters 18, the air and then the gas-vapor mixture are heated, they give off heat to the pyrolysis raw material, They are saturated with water vapor evaporated from wood, and then with pyrolysis gases. The excess vapor-gas mixture is displaced through the pipe 29 into the chamber 31 of the annular collector 27, mounted on the annular thickening 28, and is discharged into the atmosphere or utilizer (not shown) through the pipe 33. The liquid settling on the pipe 4 flows through the pipe 30 into the chamber 31 and then through the channel 32 into a small container 34, from where it is fed through a hole 36 in the cover 35 for disposal. Heat losses from the camera sector 10 are limited by the thermal insulation (layer 15) of the pipe 4, on the longitudinal partitions 8 and the end walls 3. With the drive 22, the locking device 21 blocks the pipe 29 in the camera sector 10. The locking device in the camera sector 9 is opened. The drive 41 capacity 1 rotate 120 ^about . The camera sector 9 is transformed into the camera sector 10, the sector 10 is transformed into the camera sector 11 of the cooling and unloading of charcoal. Wall 2 and charcoal in the chamber sector 11 are cooled. The pyrolysis gases filling the chamber sector 11 are compressed, the pressure drops. Inert gas is supplied from the cylinder 39 through the pressure reducing valve 38, the nozzle 37, the annular manifold 27, the chamber 31, and the nozzles 39 and 30, expanding to compensate for the pressure drop in the chamber sector 11 and thereby prevent air from entering from the outside. The presence of inert gas in the chamber sector 11 accelerates the cooling of charcoal. Upon reaching the temperature of charcoal 40 ^about With open the hatch 12. Charcoal spills out. Then the cover 13 of the hatch 12 is covered. Capacity 1 rotate 120 ^about . The camera sector 11 is transformed into the camera sector 9. The cycle of production of charcoal from pyrolysis raw materials is completed.

Claims

CARBON FURNACE OVEN containing a cylindrical tank with loading and pyrolysis chambers, heating sources, characterized in that the cylindrical tank is made with step-by-step rotation on a horizontal support shaft and with sector cameras isolated from each other, and an annular gas and liquid distribution manifold is mounted on the shaft, and heating sources are made in the form of heat-reflecting screens.