RU2633849C1 - Способ сжигания растительных отходов - Google Patents
Способ сжигания растительных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633849C1 RU2633849C1 RU2016120285A RU2016120285A RU2633849C1 RU 2633849 C1 RU2633849 C1 RU 2633849C1 RU 2016120285 A RU2016120285 A RU 2016120285A RU 2016120285 A RU2016120285 A RU 2016120285A RU 2633849 C1 RU2633849 C1 RU 2633849C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lining
- combustion chamber
- temperature
- heating
- particles
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/10—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
Способ относится к сжиганию растительных отходов и может быть применен в сельском хозяйстве. Техническим результатом является повышение экономичности розжига с использованием жидкого или газообразного топлива. Способ сжигания растительных отходов, заключающийся в том, что топочную камеру прогревают высокореакционным топливом, подают и сжигают растительные отходы, а продукты сжигания используют для сушки зерна. При этом топочную камеру прогревают не ниже температуры, определяемой по математическому выражению, а длительность прогрева топки обмуровки топочной камеры не менее τпр, которая определяется по математическому выражению. 1 ил.
Description
Способ относится к сжиганию растительных отходов и может быть использован в сельском хозяйстве, пищевой и деревообрабатывающей промышленности.
Известен способ сжигания соломы, спрессованной в рулоны: диаметр - до 1800 мм, длина - до 1450 мм, влажность - не более 25%. Розжиг соломы производится через двери, скорость и температура горения регулируется изменением тяги дымососа и регулировкой клапана подачи воздуха (Шаршунов В.А., Рукшан Л.В. Сушка и хранение зерна. - Минск: Мисанта, 2010. - С. 150-151).
Известный способ не исключает ручного труда, малоинтенсивен и подходит для небольших сушилок.
Известен способ сжигания лузги (подсолнечника, гречки, проса) во взвешенном слое с предварительно загрузкой на колосники твердого топлива и прогревом топочной камеры (Гержой А.П., Самсонов В.Ф. Зерносушение и зерносушилки. - М.: Хлебоиздат, 1958. - С. 138-140). Известный способ по технической сущности наиболее близок к заявленному и принят за прототип.
Недостатком известного способа является то, что он требует наличия колосников, а розжиг твердого топлива в слое существенно затягивает процесс и осложняет использование сушилок, с которым агрегатировано топочное устройство.
Технической задачей изобретения является повышение экономичности розжига с использованием жидкого или газообразного топлива.
Способ сжигания растительных отходов, заключающийся в том, что топочную камеру прогревают высокореакционным топливом, подают и зажигают растительные отходы, а продукты сжигания используют для сушки зерна, согласно изобретению топочную камеру прогревают до температуры по крайней мере не ниже:
где Т0 - температура воспламенения летучих, °С;
Тк - конечная температура топочной камеры, °С;
сч, св - теплоемкость твердого топлива и влаги, кДж/кг⋅°С;
Wн, Wк - начальная и конечная влажность топлива, %;
r - скрытая теплота испарения влаги, кДж/кг;
τ0 - время зажигания частиц в топке, ч;
ƒ - удельная поверхность частиц твердого топлива, м2/кг;
α - коэффициент теплоотдачи от топочных газов к частицам, Вт/м2⋅°С;
а длительность прогрева обмуровки топочной камеры не менее:
где τпр - длительность прогрева обмуровки топочной камеры, ч;
в - толщина прогретой обмуровки топочной камеры, м;
ρ - плотность обмуровки, кг/м3;
соб - теплоемкость обмуровки, кДж/кг⋅°С;
α' - коэффициент теплоотдачи от газов к стенке топки, Вт/м2⋅°С;
Tгор, Тн, Тк - температура горения высокореакционного топлива, начальная и конечная температура топки, °С.
На фиг. 1 изображено устройство для сжигания растительных отходов.
Способ заключается в том, что подают высокореакционное топливо в течение рассчитанного по формуле времени, контроль осуществляют по температуре Тк, затем, не останавливая подачу высокореакционного топлива, подают и зажигают твердое топливо, после его воспламенения подачу жидкого топлива отключают, а продукты сжигания твердого топлива используют для сушки зерна.
Устройство включает бункер сырья 1, питатель 2, первичное дутье 3, шнек подачи топлива 4, вторичное дутье 5, подачу высокореакционного топлива 6, фрагмент топочной камеры 7, обмуровка (огнеупорный кирпич) 8, теплоизоляция 9, корпус 10.
Устройство функционирует следующим образом.
Материал загружают в бункер 1, питателем 2 разгружают на шнек 4, с которого осуществляется пневмоподача топлива с первичным дутьем 3 в камеру 7. Большая часть воздуха подается с вторичным дутьем 5, предварительный прогрев камеры 7 осуществляется подачей жидкого или газообразного топлива 6.
Растительные отходы имеют, за небольшим исключением, низкую теплотворную способность (≤12-14 МДж/кг, где - низшая теплота сгорания) и при подаче в холодную камеру 7 топки зажигание не происходит, а если и происходит, то горение неустойчивое.
Это объясняется тем, что топка 7 должна быть прогрета до температуры, соответствующей устойчивому выделению летучих, кроме того, необходим разогрев и испарение влаги из частиц топлива, что снижает температуру в топочной камере 7. Прогрев обмуровки 8 топки 7 может осуществляться как на всю толщину обмуровки 8, так и на ее часть.
Количество теплоты, необходимое для устойчивого воспламенения и горения летучих, выделяющихся из частиц, можно, пренебрегая теплотой их сгорания, записать:
где Q1 - потери на прогрев сухих частиц до воспламенения, кДж, Q1=G0 сч ΔT;
G0 - масса взвешенных частиц, кг;
сч - теплоемкость частиц, кДж/кг⋅°С;
ΔT - степень нагрева частиц до уверенного выхода летучих, °С; ΔT=Т0-Тн (Т0 - температура воспламенения летучих; Тн - начальная температура частиц (топки), °С; для сланцев, например Т0≈250°С (Баскаков А.П., Мацнев В.В., Распопов И.В. Котлы и топки с кипящим слоем. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 298 с.);
св - теплоемкость влаги и паров, кДж/кг⋅°С;
Wн, Wк - начальная и конечная влажность частиц, %;
Q3 - потери на испарение влаги, кДж, Q3=G0 0,01 Wнr;
r - удельная теплота испарения влаги, кДж/кг.
Подставив величины Q1, Q2 и Q3 в (1), получим:
То же самое количество теплоты можно записать в виде:
где F - поверхность частиц, м2;
α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2⋅°С;
τ0 - время зажигания частиц в топке, ч;
ΔТ'=Тк-Т0.
Приравнивая правые части выражений (2) и (3) относительно Тк и обращая внимание, что отношение - есть удельная поверхность ƒ (м2/кг), получим:
Из теплового баланса нагрева топочной камеры (Тинькова С.М., Прошкин А.В., Сторожев Ю.И. Задачи по теплотехнике. - Красноярск: Красноярск. гос. академ. цвет. мет. и золота, 1995. - 98 с.) определим время прогрева топки 7 τпр:
где G' - масса обмуровки топки, кг;
в - толщина прогретой части обмуровки поточной камеры, м;
соб - теплоемкость обмуровки, кДж/кг⋅°С;
ρ - плотность обмуровки, кг/м3;
F - поверхность камеры (обмуровки), м2;
Тгор - температура горения высокореакционного топлива, °С;
Тн, Тк - начальная и конечная температура топочной камеры, °С.
Величина в является переменной и определяется после расчета Тн путем последовательных приближений (Мамыкин П.С., Стролов К.К. Топки, печи и сушилки огнеупорных заводов. - Гос. науч.-техн. изд-во лит. по черной и цветной металлургии: 1950. - 140 с.) для прогретой шамотной обмуровки по:
где в пр - глубина прогрева обмуровки (в = в пр), м.
Пример 1. Рассчитаем минимальную температуру прогрева обмуровки 8 топочной камеры 7 при следующих условиях: длительность нахождения (розжига) частицы лузги в топке τ0=0,004 ч (Голубкович А.В. Топки на растительных отходах. - М: ГНУ ВИМ, 2011. - С. 22); Тн=20°С; Т0=250°С; влажность частицы Wн=10%. Примем теплоемкость частиц сн=0,9 кДж/кг⋅°С; теплоемкость влаги св=4,19 кДж/кг⋅°С; r=2,5 МДж/кг; α=35 Вт/м2⋅°С; ƒ=5 м2/кг.
После расчета получим минимальную температуру прогрева обмуровки 8 топочной камеры 7 Tк=477°С.
Пример 2. Рассчитаем минимальную длительность прогрева обмуровки 8 топочной камеры 7.
Примем толщину прогретой части шамотной обмуровки 8 в пр=0,12 м; плотность ρ=2000 кг/м3; коэффициент теплоотдачи α'=42 Вт/м2⋅°С; теплоемкость соб=1,46 кДж/кг⋅°С; Tгор=1700°С; Tн=20°С; Тк=477°С, тогда обмуровка будет прогрета за τпр=0,54 ч.
Подставив τпр=0,54 ч в (5), получим в=0,31 м. Т.е. при в=0,12 м и τпр=0,54 ч обмуровка 8 будет прогрета на глубину более 0,12 м, что обеспечит устойчивую работоспособность устройства на растительных отходах.
Окончательно получим τпр=0,54 ч и из конструктивных соображений в=0,25 м.
Реализация способа позволит в 2-3 раза сократить расход высокореакционного топлива на разогрев топки.
Claims (18)
- Способ сжигания растительных отходов, заключающийся в том, что топочную камеру прогревают высокореакционным топливом, подают и зажигают растительные отходы, а продукты сжигания используют для сушки зерна, отличающийся тем, что топочную камеру прогревают до температуры по крайней мере не ниже:
- где T0 - температура воспламенения летучих, °С;
- Тк - конечная температура топочной камеры, °С;
- сч, св - теплоемкость твердого топлива и влаги, кДж/кг⋅°С;
- Wн, Wк - начальная и конечная влажность топлива, %;
- r - скрытая теплота испарения влаги, кДж/кг;
- τ0 - время зажигания частиц в топке, ч;
- α - коэффициент теплоотдачи от топочных газов к частицам, Вт/м2⋅°С;
- а длительность прогрева обмуровки топочной камеры не менее:
- где τпр - длительность прогрева обмуровки топочной камеры, ч;
- в - толщина прогретой обмуровки топочной камеры, м;
- ρ - плотность обмуровки, кг/м3;
- соб - теплоемкость обмуровки, кДж/кг⋅°С;
- α' - коэффициент теплоотдачи от газов к стенке топки, Вт/м2⋅°С;
- Тгор, Тн, Тк - температура горения высокореакционного топлива, начальная и конечная температура топки, °С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120285A RU2633849C1 (ru) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Способ сжигания растительных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120285A RU2633849C1 (ru) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Способ сжигания растительных отходов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2633849C1 true RU2633849C1 (ru) | 2017-10-18 |
Family
ID=60129517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016120285A RU2633849C1 (ru) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Способ сжигания растительных отходов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2633849C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0033753A2 (de) * | 1980-02-11 | 1981-08-19 | Siegfried Bieder | Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von locker gelagertem Stroh |
RU2122680C1 (ru) * | 1997-07-21 | 1998-11-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства | Способ сжигания твердого топлива |
RU2174649C2 (ru) * | 1999-06-08 | 2001-10-10 | Берг Борис Викторович | Растопочная пылеугольная горелка и способ ее работы |
RU2014111595A (ru) * | 2013-03-29 | 2015-10-10 | МЕТАЛЕРГ Спулка из ограничона одповедзялносьця Спулка Командытово | Способ сжигания соломы в котле и водогрейный котел, работающий на соломе |
-
2016
- 2016-05-25 RU RU2016120285A patent/RU2633849C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0033753A2 (de) * | 1980-02-11 | 1981-08-19 | Siegfried Bieder | Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von locker gelagertem Stroh |
RU2122680C1 (ru) * | 1997-07-21 | 1998-11-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства | Способ сжигания твердого топлива |
RU2174649C2 (ru) * | 1999-06-08 | 2001-10-10 | Берг Борис Викторович | Растопочная пылеугольная горелка и способ ее работы |
RU2014111595A (ru) * | 2013-03-29 | 2015-10-10 | МЕТАЛЕРГ Спулка из ограничона одповедзялносьця Спулка Командытово | Способ сжигания соломы в котле и водогрейный котел, работающий на соломе |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГЕРЖОЙ А.П. И ДР., Зерносушение и зерносушилки, Москва, Хлебоиздат, 1958, с.138-140. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO314181B1 (no) | Lettvekt-aggregat fra flyveaske og kloakkslam samt fremgangsmåte for behandling av flyveaske og kloakkslam | |
EP0401205A1 (en) | DEVICE FOR SUPPLYING SECONDARY AIR AND BOILER USED WITH SAID DEVICE. | |
RU2633849C1 (ru) | Способ сжигания растительных отходов | |
CN204786554U (zh) | 生物质底燃锅炉 | |
NO150613B (no) | Vaeskekjoelt turbinskovl med forbedret varmeoverfoeringsevne | |
RU2310124C2 (ru) | Топка пароводогрейного котла для сжигания отходов деревоперерабатывающей промышленности | |
JP2011112228A (ja) | 高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備えた蒸気ボイラ | |
RU2632733C1 (ru) | Способ и устройство периодической сушки зерна на растительных отходах | |
CN107461752A (zh) | 一种湿污泥焚烧方法及流化床焚烧炉 | |
CN207132354U (zh) | 一种流化床焚烧炉 | |
CN207990639U (zh) | 一种废气焚烧炉燃烧系统 | |
RU2633188C1 (ru) | Способ сушки первой партии зерна | |
RU2631874C2 (ru) | Способ комбинированного сжигания топлива в зерносушилках | |
CN206617929U (zh) | 节能环保生物质锅炉 | |
RU2483246C2 (ru) | Вертикальная топка пароводогрейного котла для сжигания сыпучих видов топлива | |
RU2218525C2 (ru) | Камерный огневой воздухонагреватель | |
RU2375637C1 (ru) | Устройство для сжигания смеси углеродосодержащих материалов и помета | |
EA031280B1 (ru) | Способ запуска топки с низкотемпературным кипящим слоем | |
RU2303759C1 (ru) | Шахтная печь для производства гранулированного обожженного оксида кальция | |
CN204329310U (zh) | 适用于燃烧生物质颗粒的常压采暖热水锅炉 | |
RU2615289C1 (ru) | Способ осциллирующей сушки зерна | |
Kwawukume et al. | A re-designed kiln for ashing cocoa pod husk (CPH) in cocoa growing areas of Ghana | |
WO2014148956A1 (ru) | Способ сжигания пеллета и устройство для его осуществления | |
RU2644656C1 (ru) | Способ сушки последней партии зерна | |
GB1239257A (ru) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180526 |