RU2334917C1 - Method of organic materials burning and associated plant - Google Patents
Method of organic materials burning and associated plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2334917C1 RU2334917C1 RU2007108206/03A RU2007108206A RU2334917C1 RU 2334917 C1 RU2334917 C1 RU 2334917C1 RU 2007108206/03 A RU2007108206/03 A RU 2007108206/03A RU 2007108206 A RU2007108206 A RU 2007108206A RU 2334917 C1 RU2334917 C1 RU 2334917C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- pyrolysis
- combustion
- products
- fuel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к тепловым установкам для преобразования энергии топлива в тепловую энергию подогрева воздуха, в частности к печам для отопления различных жилых и производственных зданий, и может быть использовано для обогрева зданий площадью более 200 м2 с помощью единой установки.The invention relates to thermal installations for converting fuel energy into thermal energy for heating air, in particular to furnaces for heating various residential and industrial buildings, and can be used to heat buildings with an area of more than 200 m 2 using a single installation.
Известен способ сжигания органических веществ в печи для отопления зданий общей площадью до 200 м2, реализованный в отопительной печи, содержащий операции загрузки печи древесным углем, поджигания снизу открытым источником пламени древесного угля и отводом продуктов сгорания топлива в атмосферу (см. Терещенко И.В., Кучумов Л.С. Отопительная печь. Патент РФ №2288410).A known method of burning organic matter in a furnace for heating buildings with a total area of up to 200 m 2 , implemented in a heating furnace, comprising the steps of loading a furnace with charcoal, burning an open source of charcoal flame from below, and removing products of fuel combustion into the atmosphere (see I. Tereshchenko ., Kuchumov LS Heating furnace. RF patent №2288410).
Недостатком известного способа является необходимость использования подготовленного для сжигания органического вещества в виде древесного топлива и невозможность сжигания увлажненных органических веществ естественного происхождения.The disadvantage of this method is the need to use prepared for burning organic matter in the form of wood fuel and the inability to burn moistened organic substances of natural origin.
Известен способ сжигания органических веществ (топлива) в топке печного устройства, реализованный в теплоконвекторе (см. Сень Л.И. Теплоконвектор. Патент РФ №2210035), являющийся наиболее близким к заявляемому, содержащий операции загрузки топлива в печь, поджигания внешним источником пламени топлива с подводом кислорода воздуха, последующего его сжигания и перемещения продуктов сгорания через участки радиационного и конвективного теплообмена в дымовую трубу при отводе теплоты продуктов сгорания теплоносителю, расположенному на внешней поверхности печи.A known method of burning organic substances (fuel) in the furnace of a furnace device, implemented in a heat convector (see Sen L.I. Teplokonvector. RF Patent No. 220035), which is closest to the claimed one, containing operations of loading fuel into the furnace, igniting an external source of fuel flame with the supply of oxygen of the air, its subsequent combustion and movement of the combustion products through the areas of radiation and convective heat transfer into the chimney when the heat of the combustion products is removed to a heat carrier located on the external overhnosti furnace.
Известно и устройство для сжигания органических веществ - печь-теплоконвектор, реализующее способ-прототип, выбранное в качестве прототипа заявляемого устройства (см. Патент РФ №2210035), содержащее корпус в виде топки с радиационной поверхностью теплообмена, колосниковой решеткой и поддоном сбора золы, поддувалом и аккумуляторным теплообменником с теплоносителем, сообщенным с системой обогрева помещения, газоход с топкой, камерой дожигания летучих продуктов сгорания, конвективным участком теплообмена и дымовой трубой.A device for burning organic substances is also known - a heat convector oven that implements the prototype method selected as a prototype of the claimed device (see RF Patent No. 2210035), comprising a body in the form of a furnace with a radiation heat exchange surface, a grate and an ash collecting pan, a blower and a battery heat exchanger with a coolant in communication with the room heating system, a gas duct with a firebox, a volatile combustion products afterburner, a convective heat exchange section and a chimney.
Недостатками известного способа и устройства являются следующие.The disadvantages of the known method and device are as follows.
- Чрезмерная высокая скорость горения топлива, определяемая количеством подаваемого воздуха для горения, обусловленная совмещенными в нем по времени процессами сушки, пиролиза и сгоранием углеродных остатков (древесного угля) в зоне высокой температуры топлива и продуктов сгорания. Увеличение подачи воздуха сопровождается увеличением потерь с уходящими газами и снижением эффективности процесса сгорания топлива. Снижение скорости горения путем ограничения подвода воздуха приводит к химической неполноте сгорания вследствие недостатка воздуха для газообразных продуктов пиролиза топлива, что в конечном итоге приводит к добавочным потерям располагаемой теплоты топлива и снижению эффективности процесса сгорания.- Excessive high rate of combustion of the fuel, determined by the amount of supplied air for combustion, due to the combined drying and pyrolysis processes and the combustion of carbon residues (charcoal) in the high temperature zone of fuel and combustion products. An increase in air supply is accompanied by an increase in losses with exhaust gases and a decrease in the efficiency of the fuel combustion process. A decrease in the burning rate by limiting the air supply leads to chemical incompleteness of combustion due to a lack of air for the gaseous products of fuel pyrolysis, which ultimately leads to additional losses in the available heat of the fuel and a decrease in the efficiency of the combustion process.
- Высокая скорость сгорания топлива предопределяет необходимость использования аккумулятора теплоты большой вместимости и частой загрузки топлива в топку.- The high rate of fuel combustion necessitates the use of a large-capacity heat accumulator and frequent loading of fuel into the furnace.
- Возможность перегрева теплонапряженного участка стенки топки выше предельно допустимого значения температуры вследствие радиационного теплообмена от сгораемого топлива и недостатка воздушного охлаждения.- The possibility of overheating of the heat-stressed section of the furnace wall above the maximum permissible temperature due to radiation heat transfer from combustible fuel and lack of air cooling.
- Возможность механической неполноты сгорания топлива вследствие провала части несгоревшего топлива через колосниковую решетку.- The possibility of mechanical incompleteness of fuel combustion due to the failure of part of unburned fuel through the grate.
Таким образом, в способе-прототипе и реализующем его устройстве не обеспечивается высокая эффективность сгорания топлива в виде органических веществ и передача теплоты теплоносителю. Кроме того, явно выражена зависимость цикличности тепловой мощности от частоты загрузки топки топливом, что в конечном итоге приводит к необходимости использования аккумулятора теплоты большой вместимости для системы теплоснабжения. Обслуживание такого устройства затрудняется.Thus, in the prototype method and the device implementing it, the high efficiency of fuel combustion in the form of organic substances and the transfer of heat to the heat carrier are not provided. In addition, the dependence of the cyclicity of thermal power on the frequency of loading the furnace with fuel is clearly expressed, which ultimately leads to the need to use a large capacity heat accumulator for a heat supply system. Maintenance of such a device is difficult.
Задачей предлагаемых способа и устройства для его осуществления является устранение указанных недостатков, а именно повышение эффективности сгорания топлива при разделении процессов сушки, пиролиза и дожигания углерода, при котором на каждом из этих этапов обеспечивается оптимальное соотношение между скоростью процессов и их высокой эффективностью за счет полного использования теплоты с минимальными потерями на нагрев избыточного воздуха, полного сгорания газообразных продуктов пиролиза, твердого углерода и при отсутствии потерь с механическим недожогом. При этом обеспечивается поддержание температуры теплонапряженных стенок камеры пиролиза ниже предельных значений для углеродистой стали, а само обслуживание установки упрощается.The objective of the proposed method and device for its implementation is to eliminate these drawbacks, namely, increasing the efficiency of fuel combustion when separating the processes of drying, pyrolysis and carbon afterburning, in which at each of these stages the optimal ratio between the speed of the processes and their high efficiency is ensured due to the full use heat with minimal losses for heating excess air, complete combustion of gaseous products of pyrolysis, solid carbon and in the absence of losses mechanical incomplete combustion. This ensures that the temperature of the heat-stressed walls of the pyrolysis chamber is kept below the limit values for carbon steel, and the maintenance of the installation is simplified.
Это достигается тем, что в известном способе сжигания топлива (органических веществ), содержащем операции загрузки органического вещества в печь, поджигания органического вещества внешним источником пламени с подводом кислорода воздуха, горения органических веществ с отводом теплоты продуктов сгорания к теплоносителю, расположенному на внешней поверхности печи, и отвод продуктов сгорания через участки радиационного и конвективного теплообмена в дымовую трубу, в отличие от него в заявляемом загрузку органического вещества осуществляют в камеру сушки, которую нагревают продуктами сгорания в газоходе до температуры около 100°С, полученными при запуске устройства, сухие органические вещества из камеры сушки по верхнему топливопроводу отводят в камеру пиролиза, размещенную в полости камеры горения, и нагревают их до температуры около 500°С путем повышения температуры камеры горения и с отводом газообразных продуктов пиролиза по трубопроводу в камеру горения газохода, где их сжигают, подводя кислород воздуха, а полученными продуктами сгорания в камере горения продолжают нагревать камеру пиролиза с радиационным теплообменником теплоносителя на ее поверхности и в газоходе нагревают конвективный теплообменник теплоносителя и камеру сушки. Твердые продукты пиролиза по нижнему топливопроводу отводят в печь дожигания с отводом радиационной и конвективной теплоты через ее стенку к аккумулятору с жидкостным теплоносителем, а охлажденные газообразные продукты печи дожигания отводят по перепускному газоходу в камеру горения и смешивают с кислородом воздуха.This is achieved by the fact that in the known method of burning fuel (organic substances), containing the operation of loading organic matter into the furnace, burning organic matter with an external flame source with air oxygen supply, burning organic substances with the removal of heat of combustion products to a heat carrier located on the outer surface of the furnace , and the removal of combustion products through areas of radiation and convective heat transfer into the chimney, in contrast to it in the claimed loading of organic matter is carried out dried into the drying chamber, which is heated by the combustion products in the gas duct to a temperature of about 100 ° C, obtained when the device was started, dry organic matter from the drying chamber through the upper fuel line is taken to the pyrolysis chamber located in the cavity of the combustion chamber, and heated to a temperature of about 500 ° С by increasing the temperature of the combustion chamber and with the removal of gaseous pyrolysis products through a pipeline into the combustion chamber of the gas duct, where they are burned by supplying oxygen, and the combustion products obtained continue in the combustion chamber heat the pyrolysis chamber with a radiative heat carrier heat exchanger on its surface and heat the convective heat carrier heat exchanger and the drying chamber in the duct. The solid pyrolysis products through the lower fuel line are discharged into the afterburning furnace with the removal of radiation and convective heat through its wall to the accumulator with a liquid coolant, and the cooled gaseous products of the afterburning furnace are removed through the bypass duct to the combustion chamber and mixed with air oxygen.
Поставленная задача достигается также и тем, что в известном устройстве для сжигания органических веществ, содержащем печь с радиационной поверхностью теплообмена в виде топки с колосниковой решеткой и поддоном сбора золы, поддувалом подвода воздуха и аккумуляторным теплообменником с теплоносителем, сообщенным с системой обогрева помещения, и газоход с конвективным участком теплообмена и дымовой трубой, в отличие от него заявляемое устройство дополнительно содержит расположенные в газоходе по вертикали друг под другом с наклоном камеру сушки, последовательно соединенные конвективный и радиационный теплообменники с теплоносителем, камеру пиролиза, сообщенную верхним топливопроводом с камерой сушки, и под ней камеру горения, расположенную над печью дожигания топлива, сообщенную перепускным газоходом с камерой горения, а посредством нижнего топливопровода сообщенную с камерой пиролиза. При этом топливопроводы между камерами сушки, пиролиза и печи дожигания топлива снабжены запорными задвижками, нижний топливопровод между камерами пиролиза и печи дожигания топлива снабжен отводным патрубком с запорными задвижками, радиационный теплообменник установлен в полости камеры горения, расположен на поверхности камеры пиролиза и соединен с конвективным теплообменником, размещенным в верхней полости камеры горения, посредством своего верхнего коллектора. Камера горения в нижней части снабжена дополнительным поддувалом и трубопроводом подачи газообразных продуктов пиролиза, сообщенным входной оконечностью с нижней полостью камеры пиролиза, а выходная его оконечность содержит сквозные газовыпускные отверстия. С внешней стороны печи дожигания топлива размещена полость аккумулятора жидкостного теплоносителя, снабженная патрубком входа теплоносителя и перепускным патрубком, сообщающим ее с нижним коллектором радиационного теплообменника, причем конвективный теплообменник снабжен патрубком отвода теплоносителя от устройства, а камера сушки имеет патрубок выпуска газопаровой смеси. Технологически оправдано такое исполнение устройства, при котором радиационный теплообменник выполнен в трубчатом виде.The task is also achieved by the fact that in the known device for burning organic substances, containing a furnace with a radiation heat exchange surface in the form of a furnace with a grate and ash collecting pan, an air supply blower and a battery heat exchanger with a heat carrier in communication with the room heating system, and a flue with a convective heat exchange section and a chimney, in contrast to it, the inventive device further comprises vertically located in the duct, one below the other, with a slope of drying, sequentially connected convective and radiation heat exchangers with a coolant, a pyrolysis chamber, connected by the upper fuel line to the drying chamber, and below it a combustion chamber located above the fuel afterburning furnace, communicated by the bypass duct with the combustion chamber, and connected to the pyrolysis chamber through the lower fuel line. In this case, the fuel lines between the drying, pyrolysis, and afterburning chambers are equipped with shut-off valves, the lower fuel line between the pyrolysis chambers and the afterburning chambers is equipped with a branch pipe with shut-off valves, a radiation heat exchanger is installed in the cavity of the combustion chamber, located on the surface of the pyrolysis chamber and connected to a convective heat exchanger placed in the upper cavity of the combustion chamber, through its upper manifold. The combustion chamber in the lower part is equipped with an additional blower and a pipeline for supplying gaseous pyrolysis products communicated by the inlet end with the lower cavity of the pyrolysis chamber, and its outlet end contains through gas outlet openings. An external cavity of the liquid coolant accumulator is located on the outside of the fuel afterburning furnace, equipped with a coolant inlet pipe and a bypass pipe that communicates with the lower collector of the radiation heat exchanger, the convection heat exchanger is equipped with a coolant drain pipe from the device, and the drying chamber has a gas-vapor mixture discharge pipe. Technologically justified is the design of the device in which the radiation heat exchanger is made in a tubular form.
Предложенное устройство для сжигания органических веществ, совокупность элементов и совокупность предложенных операций, выполняемых с использованием именно этих элементов, обеспечивают повышение эффективности работы устройства.The proposed device for burning organic substances, the totality of the elements and the totality of the proposed operations performed using these particular elements, increase the efficiency of the device.
Так, в частности:So, in particular:
1. За счет операции разделения процесса горения органических веществ на три составляющих - сушки, пиролиза и дожигания углеродного остатка, оказывается возможным:1. Due to the operation of dividing the combustion process of organic substances into three components - drying, pyrolysis and afterburning of the carbon residue, it is possible:
A) - исключить разбавление продуктов сгорания испаряемой влагой топлива и тем самым уменьшить потери с продуктами сгорания;A) - to eliminate the dilution of combustion products with evaporated fuel moisture and thereby reduce losses with combustion products;
Б) - произвести сжигание газообразных продуктов пиролиза при минимальном избытке воздуха, что также снижает потери теплоты с продуктами сгорания;B) - to burn gaseous products of pyrolysis with a minimum excess of air, which also reduces heat loss with combustion products;
B) - произвести дожигание углеродного остатка органических веществ без потерь с механическим недожогом топлива, что увеличивает эффективность использования теплоты сгорания топлива.B) - produce afterburning of the carbon residue of organic substances without loss with mechanical underburning of the fuel, which increases the efficiency of using the heat of combustion of the fuel.
2. Размещение в газоходе по вертикали друг под другом с наклоном камеры сушки, последовательно соединенные конвективный и радиационный теплообменники с теплоносителем, камеры пиролиза с радиационным теплообменником, камеры горения и печи дожигания топлива, сообщенных последовательно газоходом, позволяет, во-первых, наиболее полно использовать максимальный температурный напор теплообменивающихся сред в печи дожигания топлива, радиационном и конвективном теплообменниках и камере сушки, во-вторых, обеспечить оптимальные условия для сжигания (минимальный коэффициент избытка воздуха при горении) газообразных продуктов пиролиза и углеродных остатков посредством раздельного и независимого подвода воздуха в печь дожигания топлива и камеру горения и, в-третьих, снизить температуру продуктов сгорания в камере горения за счет разбавления продуктов сгорания продуктами сгорания, отводимыми из печи дожигания топлива в камеру горения. В последнем случае снижается опасность перегрева стенки камеры пиролиза.2. Placement in the flue vertically one below the other with the inclination of the drying chamber, sequentially connected convective and radiation heat exchangers with a coolant, pyrolysis chambers with a radiation heat exchanger, combustion chambers and fuel afterburners, connected in series by the flue, allows, firstly, to make the most full use of the maximum temperature head of the heat-exchanging media in the afterburning furnace, radiation and convective heat exchangers and the drying chamber, and secondly, to provide optimal conditions for compression ganium (minimum coefficient of excess air during combustion) of gaseous pyrolysis products and carbon residues by separate and independent air supply to the fuel combustion furnace and combustion chamber and, thirdly, to reduce the temperature of the combustion products in the combustion chamber by diluting the combustion products with the combustion products removed from the furnace afterburning fuel into the combustion chamber. In the latter case, the risk of overheating of the wall of the pyrolysis chamber is reduced.
3. Размещение радиационного теплообменника трубчатого исполнения с теплоносителем на внешней поверхности камеры пиролиза снижает температурный напор между теплообменивающимися средами камеры горения в виде продуктов сгорания и стенкой камеры пиролиза, позволяет предотвратить перегрев стенок камеры пиролиза.3. Placing a tubular-type radiation heat exchanger with a coolant on the outer surface of the pyrolysis chamber reduces the temperature head between the heat-exchanging media of the combustion chamber in the form of combustion products and the wall of the pyrolysis chamber, and prevents overheating of the walls of the pyrolysis chamber.
4. Установка топливопровода, оборудованного задвижками, между камерами сушки, пиролиза и печи дожигания топлива позволяет после загрузки органических веществ в камеру сушки дальнейшее их перемещение под действием гравитационных сил в камеру пиролиза и затем в печь дожигания топлива или в запасную емкость для последующего использования в печи дожигания топлива.4. The installation of a fuel line equipped with valves between the drying, pyrolysis and fuel afterburners allows, after loading organic substances into the drying chamber, their further movement under the influence of gravitational forces into the pyrolysis chamber and then into the fuel afterburner or into a spare tank for subsequent use in the furnace afterburning of fuel.
5. Сообщение между собой аккумуляторного, радиационного и конвективного теплообменников трубопроводами с теплоносителем позволяет увеличить тепловую емкость системы отопления и большую длительность ее функционирования, что упрощает эксплуатацию системы.5. The communication between the battery, radiation and convective heat exchangers by pipelines with a coolant allows to increase the thermal capacity of the heating system and the long duration of its operation, which simplifies the operation of the system.
Таким образом обеспечивается достижение поставленной задачи - разделение процессов сушки, пиролиза и дожигания углеродных остатков, при котором на каждом этапе обеспечивается оптимальное соотношение между скоростью процессов и их высокой эффективностью за счет полного использования теплоты топлива органических веществ с минимальными потерями на нагрев избыточного воздуха, сгорание газообразных продуктов пиролиза, твердого углерода и при отсутствии потерь с механическим недожогом. При этом обеспечивается поддержание температуры стенок камеры пиролиза ниже предельных значении для углеродистой стали и обслуживание установки упрощается.This ensures the achievement of the task - the separation of the processes of drying, pyrolysis and afterburning of carbon residues, in which at each stage the optimal ratio between the speed of the processes and their high efficiency is ensured due to the full use of the heat of fuel of organic substances with minimal losses on heating of excess air, combustion of gaseous pyrolysis products, solid carbon, and in the absence of losses with mechanical burning. This ensures that the temperature of the walls of the pyrolysis chamber is kept below the limit values for carbon steel and installation maintenance is simplified.
Предлагаемый способ поясняется чертежом, где представлена схема предлагаемого устройства.The proposed method is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the proposed device.
Устройство содержит две камеры: камеру сушки 1 и камеру пиролиза 2, расположенные по вертикали с наклоном друг под другом, а также печь дожигания топлива 3, предназначенные все для последовательной загрузки, сушки, пиролиза органических веществ и сжигания твердых продуктов пиролиза. Камера сушки 1, камера пиролиза 2 и печь дожигания топлива 3 сообщены между собой на входе-выходе верхним топливопроводом 4 и нижним топливопроводом 5. Камера сушки 1 снабжена загрузочным бункером 6, задвижками 7 и 8 на торцах и патрубком выпуска газопаровой смеси 9. Камера пиролиза 2 снабжена задвижками 10 и 11 на торцах. Печь дожигания топлива 3 в нижней части снабжена колосниковой сеткой 12, а в верхней части через нижний топливопровод 5 сообщена с его задвижкой 13. Средняя часть нижнего топливопровода 5 снабжена отводным патрубком 14 с задвижками 15 и 16 на торцах и загрузочным бункером 17 с задвижкой 18.The device contains two chambers: a drying chamber 1 and a pyrolysis chamber 2 located vertically with an inclination under each other, as well as a fuel afterburning furnace 3, all intended for sequential loading, drying, pyrolysis of organic substances and burning solid pyrolysis products. The drying chamber 1, the pyrolysis chamber 2 and the fuel afterburning furnace 3 are interconnected at the inlet / outlet by the upper fuel line 4 and the lower fuel line 5. The drying chamber 1 is equipped with a loading hopper 6, valves 7 and 8 at the ends and a gas-vapor mixture outlet pipe 9. Pyrolysis chamber 2 is equipped with gate valves 10 and 11 at the ends. The fuel afterburning furnace 3 in the lower part is equipped with a grate 12, and in the upper part through the lower fuel pipe 5 it is connected with its valve 13. The middle part of the lower fuel pipe 5 is equipped with a branch pipe 14 with valves 15 and 16 at the ends and a loading hopper 17 with valve 18.
По линии газохода в вертикальном исполнении снизу-вверх установлены поддон сбора золы (зольник) 19 с регулируемой задвижкой 20 над ним, печь дожигания топлива 3, ее перепускной газоход 21, сообщающий нижний топливопровод 5 с камерой горения 22, расположенной под камерой пиролиза 2, трубчатый радиационный теплообменник 23, сообщенный на выходе с конвективным теплообменником 24, размещенным в верхней полости камеры 22, и над ним камера сушки 1, и дымовая труба 25. Камера горения 22 в нижней части снабжена дополнительной регулируемой задвижкой 26 и трубопроводом 27 подачи газообразных продуктов пиролиза, сообщенным входной оконечностью с нижней полостью камеры пиролиза, а выходная его оконечность снабжена отверстиями выпуска газообразных продуктов пиролиза в камеру горения 22 (не показаны).A vertical ash tray (ash pan) 19 with an adjustable valve 20 above it, an afterburning furnace 3, its bypass duct 21, which communicates the lower fuel pipe 5 with a combustion chamber 22 located under the pyrolysis chamber 2, are installed in a vertical version from the bottom to the top; a radiation heat exchanger 23, connected at the outlet with a convective heat exchanger 24 located in the upper cavity of the chamber 22, and above it the drying chamber 1, and the chimney 25. The combustion chamber 22 in the lower part is equipped with an additional adjustable gate valve 26 and a pipe a wire 27 for supplying gaseous pyrolysis products communicated by the inlet end with the lower cavity of the pyrolysis chamber, and its outlet end is provided with openings for discharging gaseous pyrolysis products into the combustion chamber 22 (not shown).
С внешней стороны печи дожигания топлива 3 размещена полость аккумулятора 28, которая снабжена в нижней части полости патрубком входа теплоносителя 29. Верхняя часть полости аккумулятора 28 снабжена перепускным патрубком теплоносителя 30, сообщенным верхней оконечностью с нижним коллектором 31 радиационного теплообменника 23. Верхний коллектор 32 теплообменника 23 сообщен перепускным патрубком 33 с конвективным теплообменником 24, который снабжен патрубком отвода теплоносителя 34 от устройства.A battery cavity 28 is located on the outside of the fuel afterburning furnace 3, which is provided with a coolant inlet 29 in the lower part of the cavity. The upper part of the battery 28 is equipped with a coolant bypass 30, which is connected by the upper end to the lower collector 31 of the radiation heat exchanger 23. The upper collector 32 of the heat exchanger 23 communicated bypass pipe 33 with a convective heat exchanger 24, which is equipped with a pipe for removing the coolant 34 from the device.
Способ при использовании описанного устройства осуществляют следующим образом. В период запуска устройства в работу исходное органическое вещество (древесные отходы, опилки и пр.) загружают в загрузочный бункер 6 камеры сушки 1 при открытой задвижке 7 и закрытой задвижке 8, после этого задвижку 7 закрывают. Через загрузочный бункер 17 нижнего топливопровода 5 при открытых его задвижках 18 и 13 загружают древесный уголь в печь дожигания топлива 3 и задвижки 18 и 13 закрывают. В зольник 19 через задвижку 20 засыпают некоторое количество древесного угля и поджигают открытым источником пламени, при этом регулируемую задвижку 20 открывают на величину, достаточную для воспламенения древесного угля в зольнике 19 и в печи дожигания топлива 3 с выделением теплоты и газообразных продуктов сгорания. Продукты сгорания (как показано светлыми стрелками) выходят из печи дожигания топлива 3, проходят через перепускной газоход 21 в камеру горения 22 и далее через радиационный 23 и конвективный 24 теплообменники обеспечивают подогрев теплоносителя и сушку исходного органического вещества через стенки камеры сушки 1, которую нагревают до температуры около 100°С. При сушке газопаровая смесь из камеры сушки 1 отводится в дымовую трубу 25 по патрубку выпуска газопаровой смеси 9.The method when using the described device is as follows. During the start-up of the device, the initial organic substance (wood waste, sawdust, etc.) is loaded into the loading hopper 6 of the drying chamber 1 with the open valve 7 and the closed valve 8, after which the valve 7 is closed. Through the loading hopper 17 of the lower fuel line 5 with its valves 18 and 13 open, charcoal is loaded into the afterburning furnace 3 and the valves 18 and 13 are closed. A certain amount of charcoal is poured into the ash pan 19 through the valve 20 and ignited with an open flame source, while the adjustable valve 20 is opened by an amount sufficient to ignite the charcoal in the ash pan 19 and in the fuel combustion furnace 3 with the release of heat and gaseous products of combustion. The combustion products (as shown by the bright arrows) exit the afterburning furnace 3, pass through the bypass duct 21 to the combustion chamber 22, and then through the radiation 23 and convective 24 heat exchangers provide heating of the coolant and drying of the initial organic matter through the walls of drying chamber 1, which is heated to temperatures around 100 ° C. When drying, the gas-vapor mixture from the drying chamber 1 is discharged into the chimney 25 through the outlet pipe of the gas-vapor mixture 9.
После высушивания органических веществ в камере сушки 1 открывают задвижки 8 и 10 и по верхнему топливопроводу 4 сухое органическое вещество перемещают в камеру пиролиза 2, при этом задвижка 11 находится в закрытом положении. После загрузки органического вещества в камеру пиролиза 2 задвижки 8 и 10 закрывают. Через бункер 6 при открытой задвижке 7 загружают следующую порцию органических веществ в камеру сушки 1. Для пиролиза органических веществ в камере пиролиза необходимо обеспечить существенное увеличение температуры газов в камере горения 22. Для этого при открытой дополнительной задвижке 26 в нижнюю часть камеры горения загружают легко воспламеняемое топливо (например, дрова) и поджигают, не закрывая дополнительную задвижку 26 (поддувало). За счет выделения радиационной теплоты горящего пламени производят нагрев стенок камеры пиролиза 2 до температуры более 200°С (около 500°С). При этом начинают пиролиз органических веществ в камере пиролиза 2 и выделяют газообразные продукты пиролиза, которые через сквозные отверстия (не показаны) на выходной оконечности трубопровода 27 подводят в камеру горения 22. После выгорания легко воспламеняемого топлива дополнительную задвижку 26 частично прикрывают и продолжают работу камеры горения 22 на газообразных продуктах пиролиза с выделением большого количества радиационной теплоты. Для исключения перегрева стенок камеры пиролиза 2 на ее внешней поверхности размещен трубчатый радиационный теплообменник 23, заполненный теплоносителем, который одну часть радиационной теплоты принимает для подогрева теплоносителя, а другую часть теплоты пропускает в промежутках между трубами на стенки камеры пиролиза 2.After drying of the organic substances in the drying chamber 1, the valves 8 and 10 are opened and the dry organic matter is transferred through the upper fuel line 4 to the pyrolysis chamber 2, while the valve 11 is in the closed position. After loading the organic matter into the pyrolysis chamber 2, the valves 8 and 10 are closed. Through the hopper 6 with the open valve 7, the next portion of organic substances is loaded into the drying chamber 1. For the pyrolysis of organic substances in the pyrolysis chamber, it is necessary to provide a significant increase in the temperature of the gases in the combustion chamber 22. For this, with the open additional valve 26, a highly inflammable is loaded into the lower part of the combustion chamber fuel (for example, firewood) and set on fire without closing the additional valve 26 (blowing). Due to the emission of radiation heat of a burning flame, the walls of the pyrolysis chamber 2 are heated to a temperature of more than 200 ° C (about 500 ° C). In this case, the pyrolysis of organic substances in the pyrolysis chamber 2 is started and gaseous pyrolysis products are released, which, through through holes (not shown) at the outlet end of the pipe 27, are introduced into the combustion chamber 22. After the combustible fuel burns out, the additional valve 26 is partially closed and the combustion chamber continues to operate. 22 on gaseous pyrolysis products with the release of a large amount of radiation heat. To prevent overheating of the walls of the pyrolysis chamber 2, a tubular radiation heat exchanger 23 is placed on its outer surface, filled with a coolant, which receives one part of the radiation heat to heat the coolant, and passes the other part of the heat in the spaces between the pipes to the walls of the pyrolysis 2.
Окончание процедуры пиролиза органических веществ сопровождается прекращением выхода газообразных продуктов из отверстий трубопровода 27 и погасанием факела горения в камере горения 22. После окончания процесса пиролиза органических веществ задвижки 11 и 13 открывают и твердые продукты пиролиза из камеры пиролиза 2 перемещают по нижнему топливопроводу 5 в камеру дожигания топлива 3, где осуществляют их дожигание после закрытия задвижек 11 и 13. При их дожигании образующуюся радиационную и конвективную теплоту отводят через стенку печи дожигания топлива 3 к аккумулятору 28 с теплоносителем. Образующиеся газообразные продукты печи дожигания топлива 3 отводят по перепускному газоходу 21 в камеру горения 22 и смешивают с кислородом воздуха при частично открытой дополнительной заслонке 26. Если в камере дожигания топлива 3 на данный момент не произошло дожигание предыдущей загрузки твердых продуктов пиролиза, то окончание процесса пиролиза в камере 2 сопровождают выгрузкой твердых продуктов пиролиза в отводной патрубок 14 путем открытия задвижки 15. После охлаждения продуктов пиролиза в отводном патрубке 14 открывают задвижку 16 и выгружают твердые продукты пиролиза (древесный уголь) в бункер запаса (на схеме не показан) для последующего использования.The end of the process of pyrolysis of organic substances is accompanied by the termination of the exit of gaseous products from the openings of the pipe 27 and the extinction of the combustion torch in the combustion chamber 22. After the end of the pyrolysis of organic substances, the valves 11 and 13 are opened and the solid pyrolysis products from the pyrolysis chamber 2 are moved through the lower fuel line 5 to the afterburner fuels 3, where they are afterburned after closing the valves 11 and 13. When they are afterburned, the resulting radiation and convective heat is removed through the wall of the doji furnace anija fuel 3 to the battery 28 with the coolant. The resulting gaseous products of the fuel afterburning furnace 3 are discharged through the bypass duct 21 to the combustion chamber 22 and mixed with atmospheric oxygen with a partially open additional shutter 26. If the previous loading of the solid pyrolysis products has not been burned in the fuel afterburning chamber 3, then the pyrolysis process is over in the chamber 2, they are accompanied by unloading of solid pyrolysis products into the branch pipe 14 by opening the valve 15. After cooling the pyrolysis products in the branch pipe 14, the valve 16 is opened and solid pyrolysis products (charcoal) are loaded into a stock bin (not shown in the diagram) for subsequent use.
Одновременно с пиролизом органических веществ в камере пиролиза 2 осуществляют сушку свежей загрузки органических веществ в камере сушки 1. Очередную загрузку камеры пиролиза 2 и включение ее в работу осуществляют по вышеизложенной последовательности.Simultaneously with the pyrolysis of organic substances in the pyrolysis chamber 2, a fresh load of organic substances in the drying chamber 1 is dried. The next loading of the pyrolysis chamber 2 and its inclusion in the work is carried out according to the above sequence.
Тепловую мощность системы отопления регулируют посредством теплоносителя, заполняющего внутреннее пространство аккумулятора 28, радиационного 23 и конвективного 24 теплообменников, путем изменения загрузки камер 1, 2 и 3, а также изменяя площадь проходного сечения дополнительной регулируемой задвижки 26 (дополнительное поддувало) камеры горения 22 и регулируемой задвижки (поддувало) 20. Чем больше площадь проходного сечения регулируемых задвижек, тем больше тепловая мощность теплообменников 24, 23 и аккумулятора 28.The thermal power of the heating system is regulated by means of a coolant filling the internal space of the battery 28, radiation 23 and convective 24 heat exchangers, by changing the load of the chambers 1, 2 and 3, as well as by changing the area of the passage section of an additional adjustable valve 26 (additional blowing) of the combustion chamber 22 and adjustable valves (blown) 20. The larger the passage area of the adjustable valves, the greater the heat output of the heat exchangers 24, 23 and the battery 28.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007108206/03A RU2334917C1 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Method of organic materials burning and associated plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007108206/03A RU2334917C1 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Method of organic materials burning and associated plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2334917C1 true RU2334917C1 (en) | 2008-09-27 |
Family
ID=39929039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007108206/03A RU2334917C1 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Method of organic materials burning and associated plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2334917C1 (en) |
-
2007
- 2007-03-05 RU RU2007108206/03A patent/RU2334917C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4559882A (en) | Biomass-fueled furnace | |
| US5279234A (en) | Controlled clean-emission biomass gasification heating system/method | |
| US20100089295A1 (en) | Continuously-Fed Non-Densified Biomass Combustion System | |
| RU153204U1 (en) | HEATING BOILER | |
| EP2884200B1 (en) | Central heating boiler | |
| CN105889901A (en) | Fixed grate boiler allowing square bundle of stalks to be combusted | |
| CN204786554U (en) | Fire boiler at bottom of living beings | |
| RU2334917C1 (en) | Method of organic materials burning and associated plant | |
| RU2310124C2 (en) | Furnace of steam and water heating boiler for burning wastes of woodworking industry | |
| KR102141300B1 (en) | Cogeneration system using solid fuel | |
| RU2218525C2 (en) | Chamber-type fire air-heater | |
| RU2445550C1 (en) | Heating device | |
| KR20100131739A (en) | Carbonized rice-hulls burner | |
| RU2133409C1 (en) | Wood waste incinerator | |
| CN201225756Y (en) | Spherical briquette boiler | |
| RU2293252C2 (en) | Device for burning raw peat and wooden chips in furnace of heating plants | |
| CN217441640U (en) | Chain grate gasification device using whole bundle of wrapped crop straw as fuel | |
| CN111023559B (en) | Upper-hanging lower-supporting type combustible material sectional combustion furnace | |
| RU2726085C1 (en) | Pyrolysis furnace for recycling solid domestic and industrial wastes | |
| RU2027735C1 (en) | Charcoal-producing plant | |
| RU2423647C1 (en) | Thermogas chemical plant for solid domestic wastes recycling | |
| RU2516727C9 (en) | Water-heating solid-fuel boiler | |
| SU1476246A1 (en) | Boiler | |
| JP5580993B2 (en) | Continuous incinerator | |
| KR200279070Y1 (en) | Incinerator with an inclined fixation grate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090306 |