RU2660987C1 - Pyrolysis waste heat boiler - Google Patents

Pyrolysis waste heat boiler Download PDF

Info

Publication number
RU2660987C1
RU2660987C1 RU2017126356A RU2017126356A RU2660987C1 RU 2660987 C1 RU2660987 C1 RU 2660987C1 RU 2017126356 A RU2017126356 A RU 2017126356A RU 2017126356 A RU2017126356 A RU 2017126356A RU 2660987 C1 RU2660987 C1 RU 2660987C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
heat
boiler
combustion chamber
pyrolysis
Prior art date
Application number
RU2017126356A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Викторович Рыбаков
Original Assignee
Иван Викторович Рыбаков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Викторович Рыбаков filed Critical Иван Викторович Рыбаков
Priority to RU2017126356A priority Critical patent/RU2660987C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2660987C1 publication Critical patent/RU2660987C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B10/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers
    • F23B10/02Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers including separate secondary combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters

Abstract

FIELD: heat exchange.
SUBSTANCE: invention relates to the heat power engineering, in particular to the water-heating devices designs, and can be used in heating and hot water supply systems. Pyrolysis waste heat boiler comprises housing, in which the charging chamber is located, and combustion chamber associated thereto by one or more nozzles, connected to the placed in the water jacket lower flue and with connected to the chimney heat exchanger tubes. At that, the heat exchanger is made water-tube with the tubes horizontal longitudinal placement in a staggered order with their possible inclination towards the supply tube of up to 5 degrees. Combustion chamber is made octagonal in the cross section. In the boiler side wall it is advisable to make a technological window for the heat exchanger servicing.
EFFECT: technical result consists in increase in the pyrolysis boiler heat transfer efficiency, as well as simplification of the pyrolysis waste heat boilers heat exchangers maintenance and cleaning without stopping their operation.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкциям водогрейных аппаратов, и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения.The invention relates to a power system, in particular, to designs of water heaters, and can be used in heating systems and hot water supply.

Известно газогенераторное отопительное устройство [патент РФ №2439437], содержащее объединенные общим вертикально ориентированным корпусом камеру сгорания с дверцей для загрузки топлива; камеру дожигания с дверцей для ее чистки; форсунки, обеспечивающие движение пиролизного газа из камеры сгорания в камеру дожигания; вентилятор для принудительной подачи воздуха в камеру дожигания; вертикальный газоход; теплообменник, связанный с системой водяного отопления. Камера дожигания расположена под камерой сгорания и сообщается в нижней своей части с вертикальным газоходом. Форсунки установлены между камерой сгорания и камерой дожигания, выполнены из шамота, имеют модульное исполнение и содержат горизонтальные воздухоподводящие отверстия. Вертикальный газоход расположен в задней части устройства, смежно с камерами сгорания и дожигания, и сообщается с патрубком дымовой трубы.A gas-heating device is known [RF patent No. 2439437], comprising a combustion chamber combined with a common vertically oriented housing with a door for loading fuel; afterburner with a door for cleaning it; nozzles providing the movement of pyrolysis gas from the combustion chamber to the afterburner; fan for forced air supply to the afterburner; vertical flue; heat exchanger connected to the water heating system. The afterburner is located under the combustion chamber and communicates in its lower part with a vertical gas duct. The nozzles are installed between the combustion chamber and the afterburner, made of fireclay, have a modular design and contain horizontal air inlets. A vertical flue is located at the rear of the device, adjacent to the combustion and afterburners, and communicates with the chimney pipe.

В известном решении не уделяется особого внимания конструкции теплообменника, в частности его эффективности, в сущности, теплообменник представляет собой угловатую емкость сложной формы, подверженную сильному загрязнению продуктами сгорания.In the known solution, special attention is not paid to the design of the heat exchanger, in particular its efficiency, in fact, the heat exchanger is an angular capacity of complex shape, subject to severe pollution by combustion products.

В качестве прототипа выбран котел отопительный [патент РФ на полезную модель №153204], содержащий корпус, в котором размещена загрузочная камера газогенерации и связанная с ней форсункой камера сгорания, соединенная с размещенными в водяной рубашке нижним дымовым каналом и с трубами теплообменника, соединенного с дымоходом, и регулятор подачи воздуха, снабжен датчиком температуры теплоносителя, а регулятор подачи воздуха выполнен в виде управляемых шиберов переменного проходного сечения и блока автоматического управления, причем загрузочная камера газогенерации соединена с атмосферой через один управляемый шибер, а камера сгорания соединена с атмосферой через другой, подключенный к форсунке, управляемый шибер, при этом блок автоматического управления связан с датчиком температуры и выполнен с возможностью раздельного управления шиберами загрузочной камеры газогенерации и камеры сгорания.As a prototype, a heating boiler was selected [RF patent for utility model No. 153204], comprising a housing in which a gas generation loading chamber and a combustion chamber connected with it are located, connected to a lower smoke duct located in a water jacket and to pipes of a heat exchanger connected to a chimney , and the air supply regulator is equipped with a temperature sensor for the coolant, and the air supply regulator is made in the form of controlled gates of variable flow area and an automatic control unit, and -lingual chamber gasification connected with the atmosphere through one controllable slide valve, and the combustion chamber is connected to atmosphere via the other connected to the nozzle, with gate, wherein the unit automatic control connected with the temperature sensor and configured to separate control vanes gasification and combustion loading chamber.

В данных котлах применен вертикальный газотрубный теплообменник, в котором при прохождении нагретых газов вследствие их вращательно-поступательного движения под действием центробежной силы на стенках труб осаждаются несгоревшие продукты (сажа и т.д.), вследствие чего падает эффективность теплообмена и возникает необходимость периодической очистки теплообменника с остановкой работы котла. Это не позволяет использовать котел в качестве котла- утилизатора.In these boilers, a vertical gas pipe heat exchanger is used, in which, when heated gases pass through their rotational-translational motion under the action of centrifugal force, unburned products (soot, etc.) are deposited on the pipe walls, as a result of which the heat exchange efficiency decreases and the need for periodic cleaning of the heat exchanger with a stop of work of a copper. This does not allow the boiler to be used as a recovery boiler.

Также в подобных котлах устанавливают прямоугольную камеру сгорания, что не эффективно из-за «мертвых зон» (углы камеры), которые не контактируют с горячими газами и требуется больше «клепок» для стыковки с наружной рубашкой котла.A rectangular combustion chamber is also installed in such boilers, which is not effective because of the “dead zones” (chamber corners), which do not come into contact with hot gases and require more “riveting” for docking with the outer jacket of the boiler.

Задача изобретения - повышение эффективности теплообмена пиролизного котла и использование котла в качестве котла-утилизатора, а также упрощение обслуживания и очистки теплообменников пиролизных котлов-утилизаторов без останова их работы.The objective of the invention is to increase the efficiency of heat transfer of the pyrolysis boiler and the use of the boiler as a recovery boiler, as well as simplifying the maintenance and cleaning of the heat exchangers of the pyrolysis recovery boilers without stopping their operation.

Указанная задача решается пиролизным котлом-утилизатором, содержащим корпус с загрузочной камерой и связанной с ней одной или несколькими форсунками камерой сгорания, соединенной с размещенными в водяной рубашке нижним дымовым каналом и с трубами теплообменника, соединенного с дымоходом, в котором согласно изобретению теплообменник выполнен водотрубным с горизонтальным продольным размещением труб в шахматном порядке с возможным их наклоном в сторону трубы подачи до 5 градусов, а камера сгорания выполнена восьмиугольной в поперечном сечении.This problem is solved by a pyrolysis recovery boiler, comprising a housing with a loading chamber and a combustion chamber connected to it by one or more nozzles, connected to a lower smoke channel located in a water jacket and to pipes of a heat exchanger connected to a chimney in which, according to the invention, the heat exchanger is made with horizontal longitudinal placement of pipes in a staggered manner with their possible inclination towards the supply pipe up to 5 degrees, and the combustion chamber is made octagonal in transverse section.

Целесообразно в боковой стенке котла выполнить технологическое окно, для обслуживания теплообменника (в том числе без останова работы).It is advisable to make a technological window in the side wall of the boiler for servicing the heat exchanger (including without stopping operation).

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен внешний вид пиролизного котла-утилизатора.In FIG. 1 shows the appearance of a pyrolysis recovery boiler.

На фиг. 2 представлен продольный разрез пиролизного котла-утилизатора.In FIG. 2 shows a longitudinal section through a pyrolysis recovery boiler.

На фиг. 3 показана схема расположения труб в теплообменнике.In FIG. 3 shows the layout of pipes in the heat exchanger.

На фиг. 4 показан фронтальный вид на камеру сгорания с частью наружной рубашки.In FIG. 4 shows a front view of the combustion chamber with a portion of the outer jacket.

В общем случае устройство содержит дверку камеры загрузки 1, воздуховоды 2 первичного/вторичного воздуха, регулятор 3 заслонки первичного воздуха, вентилятор 4 наддува воздуха (первичного/вторичного), регулятор 5 заслонки вторичного воздуха, дверка 6 камеры сгорания, водяную рубашку 7, заслонку 8 перепуска дымогазов, трубы 9 горизонтального водотрубного теплообменника, воздуховод (внутренний) 10 первичного воздуха, футеровку (шамотный кирпич) 11 камеры загрузки, форсунку 12 из огнеупорного бетона (до 1600°С), камеру 13 дожига пиролизных газов из шамотного кирпича в камере сгорания 14. В боковой стенке котла выполнено технологическое окно 15, для обслуживания теплообменника. В верхней задней части котла размещен патрубок дымохода 16.In general, the device comprises a door to the loading chamber 1, primary / secondary air ducts 2, a primary air damper regulator 3, an air blower fan (primary / secondary) 4, a secondary air damper regulator 5, a combustion chamber door 6, a water jacket 7, and a damper 8 flue gas by-pass, pipes 9 of a horizontal water-tube heat exchanger, primary air duct 10, lining (fireclay brick) 11 loading chambers, nozzle 12 made of refractory concrete (up to 1600 ° C), chamber 13 for burning pyrolysis gases from cham deleterious bricks in the combustion chamber 14. In the side wall of the boiler 15 is satisfied the process window for servicing the heat exchanger. In the upper rear part of the boiler there is a flue pipe 16.

В камеру загрузки закладываются через дверку 1 горючие материалы, например дрова, а также различные отходы (резина, пластик и т.п.), и поджигаются при открытой заслонке 8. Когда горючее разгорится, заслонка 8 закрывается, и включается вентилятор 4. В камере 1 происходит обугливание и газификация, то есть собственно пиролиз. Это происходит с ограниченной дозированной подачей воздуха через воздуховод 2 и воздуховод 10 посредством регулятора 3, в зависимости от вида горючего материала. Выделяющийся в процессе горения газ (углеводороды, угарный газ и водород, азот из первичного воздуха) проходит через форсунку 12, где смешивается с дозированным, посредством регулятора 5, воздухом, поступающим по воздуховоду 2.Flammable materials, such as firewood, as well as various wastes (rubber, plastic, etc.) are put into the loading chamber through door 1, and are ignited when the shutter 8 is open. When the fuel burns up, the shutter 8 closes and fan 4 is turned on. In the chamber 1, carbonization and gasification occur, i.e., pyrolysis proper. This occurs with a limited metered air supply through the duct 2 and duct 10 through the regulator 3, depending on the type of combustible material. The gas released during the combustion process (hydrocarbons, carbon monoxide and hydrogen, nitrogen from the primary air) passes through the nozzle 12, where it is mixed with the air supplied through the duct 2, which is dosed by means of the regulator 5.

Образованная горючая смесь сгорает в камере 13 дожига пиролизных газов с высокой температурой газов (~1200°C). Высокотемпературная смесь проходит через участки камеры сгорания 14 (нижний дымовой канал), контактируя с водяной рубашкой 7, далее через трубы 9 теплообменника и удаляется через дымоход 16.Formed combustible mixture burns in the chamber 13 afterburning of pyrolysis gases with a high temperature of gases (~ 1200 ° C). The high-temperature mixture passes through the sections of the combustion chamber 14 (lower chimney), in contact with the water jacket 7, then through the pipes 9 of the heat exchanger and is removed through the chimney 16.

С применением горизонтального водотрубного теплообменника исключается вращательно-поступательное движение газов, как следствие, достигается снижение налипания продуктов сгорания на трубы 9 теплообменника, что позволяет использовать котел в качестве котла-утилизатора для сжигания отходов резины и пластика и т.д., а расположение труб 9 в шахматном порядке и с наклоном до 5° повышает теплообмен и исключает бурление при нагревании, и так как пыль и сажа осаждаются на верхней части труб 9, то на теплообмен это практически не влияет, в результате имеется повышенный теплообмен и отсутствие необходимости в частой очистке и обслуживании теплообменника, а расположение технологического окна 15 в боковой части котла позволяет проводить его очистку и обслуживание без остановки.Using a horizontal water-tube heat exchanger, the rotational-translational movement of gases is eliminated, as a result, the sticking of combustion products to the pipes 9 of the heat exchanger is reduced, which allows the boiler to be used as a recovery boiler for burning rubber and plastic waste, etc., and the location of the pipes 9 in a checkerboard pattern and with an inclination of up to 5 ° it increases heat transfer and eliminates drilling when heated, and since dust and soot are deposited on the upper part of pipes 9, this practically does not affect heat transfer, as a result ie an increased heat transfer and there is no need for frequent cleaning and maintenance of the heat exchanger, and the location of the process window 15 in the side of the boiler allows for its cleaning and maintenance without stopping.

Камеры сгорания пиролизных котлов, как правило, изготавливаются либо прямоугольной формы, либо круглой, что не эффективно в первом случае из-за «мертвых зон» (углы), которые не контактируют с горячими газами, и требуется больше «клепок», в случае круглой формы камеры сгорания возникают сложности в изготовлении таких камер (требуется специальное оборудование типа вальцов), а также сложности в стыковке наружной и внутренних рубашек котла, в нашем случае применена восьмиугольная камера сгорания, которая по эффективности близка к круглой, но в стыковке наружной и внутренней рубашек котла нет технологических сложностей и уменьшено количество «клепок». Кроме того, такая форма камеры сгорания позволяет увеличить запас теплоносителя (воды) в самой критической зоне котла-утилизатора, тем самым предотвращая его вскипание (см. фиг. 4).The combustion chambers of pyrolysis boilers are usually made either rectangular or round, which is not effective in the first case because of the “dead zones” (corners) that do not come into contact with hot gases, and more “riveting” is required in the case of round The shape of the combustion chamber causes difficulties in the manufacture of such chambers (special equipment such as rollers is required), as well as difficulties in joining the outer and inner jackets of the boiler, in our case an octagonal combustion chamber is used, which is close to round in efficiency the docking of the outer and inner jackets boiler no technological difficulties, and reduced the number of "staves". In addition, this form of the combustion chamber allows you to increase the supply of coolant (water) in the most critical area of the recovery boiler, thereby preventing it from boiling (see Fig. 4).

Claims (2)

1. Пиролизный котел-утилизатор, содержащий корпус, в котором размещена загрузочная камера и связанная с ней по меньшей мере одной форсункой камера сгорания, соединенная с размещенными в водяной рубашке нижним дымовым каналом и с трубами теплообменника, соединенного с дымоходом, отличающийся тем, что теплообменник выполнен водотрубным с горизонтальным продольным размещением труб в шахматном порядке с возможным их наклоном в сторону трубы подачи до 5 градусов, а камера сгорания выполнена восьмиугольной в поперечном сечении.1. Pyrolysis recovery boiler, comprising a housing in which a loading chamber is arranged and a combustion chamber connected to it by at least one nozzle and connected to a lower chimney placed in a water jacket and to pipes of a heat exchanger connected to a chimney, characterized in that the heat exchanger made water-tube with horizontal longitudinal placement of pipes in a checkerboard pattern with their possible tilt towards the feed pipe up to 5 degrees, and the combustion chamber is made octagonal in cross section. 2. Пиролизный котел-утилизатор по п. 1, отличающийся тем, что в боковой стенке котла выполнено технологическое окно для обслуживания теплообменника.2. The pyrolysis recovery boiler according to claim 1, characterized in that a technological window for servicing the heat exchanger is made in the side wall of the boiler.
RU2017126356A 2017-07-21 2017-07-21 Pyrolysis waste heat boiler RU2660987C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126356A RU2660987C1 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Pyrolysis waste heat boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126356A RU2660987C1 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Pyrolysis waste heat boiler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2660987C1 true RU2660987C1 (en) 2018-07-11

Family

ID=62916874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017126356A RU2660987C1 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Pyrolysis waste heat boiler

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660987C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724392C1 (en) * 2019-10-21 2020-06-23 Благодаров Юрий Петрович Device for discharge of pyrolysis gases from fuel bunker
RU201654U1 (en) * 2020-06-16 2020-12-25 Иван Викторович Рыбаков Pyrolysis waste heat boiler
RU207095U1 (en) * 2020-05-13 2021-10-12 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Предприятие "АгроТеплоЭнергетика" Gas Generator Boiler
RU208313U1 (en) * 2021-10-06 2021-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Лайнер" GAS GENERATOR
RU2773998C1 (en) * 2021-12-02 2022-06-14 Василий Васильевич Семенов Solid fuel combustion plant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3388692A (en) * 1966-09-29 1968-06-18 William A. Hale Modular boiler
RU2477426C2 (en) * 2010-06-17 2013-03-10 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Hot-water boiler
RU126433U1 (en) * 2012-09-17 2013-03-27 Юрий Степанович Левчук BOILER HEATING WATER HEATING STEEL
RU139113U1 (en) * 2013-12-16 2014-04-10 Сергей Геннадиевич Жучков PYROLYSIS BOILER WITH AIR COLLECTOR IN THE COMBUSTION AREA
RU153204U1 (en) * 2014-10-22 2015-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Вольф" HEATING BOILER

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3388692A (en) * 1966-09-29 1968-06-18 William A. Hale Modular boiler
RU2477426C2 (en) * 2010-06-17 2013-03-10 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Hot-water boiler
RU126433U1 (en) * 2012-09-17 2013-03-27 Юрий Степанович Левчук BOILER HEATING WATER HEATING STEEL
RU139113U1 (en) * 2013-12-16 2014-04-10 Сергей Геннадиевич Жучков PYROLYSIS BOILER WITH AIR COLLECTOR IN THE COMBUSTION AREA
RU153204U1 (en) * 2014-10-22 2015-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Вольф" HEATING BOILER

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724392C1 (en) * 2019-10-21 2020-06-23 Благодаров Юрий Петрович Device for discharge of pyrolysis gases from fuel bunker
RU207095U1 (en) * 2020-05-13 2021-10-12 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Предприятие "АгроТеплоЭнергетика" Gas Generator Boiler
RU201654U1 (en) * 2020-06-16 2020-12-25 Иван Викторович Рыбаков Pyrolysis waste heat boiler
RU208313U1 (en) * 2021-10-06 2021-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Лайнер" GAS GENERATOR
RU2773998C1 (en) * 2021-12-02 2022-06-14 Василий Васильевич Семенов Solid fuel combustion plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2660987C1 (en) Pyrolysis waste heat boiler
CA2625536C (en) Wood fired boiler
EP2884200B1 (en) Central heating boiler
US6817354B2 (en) Wood burning furnace
RU85987U1 (en) UNIVERSAL HEATING DEVICE
US4020822A (en) Multi-fuel forced air furnace
RU158389U1 (en) WATER-SOLID FUEL BOILER
RU2243450C1 (en) Furnace
CN107131639A (en) A kind of large-scale heating hot water boiler
RU2551183C2 (en) Heating device
RU2610411C2 (en) Heating device
JP2016166723A (en) Compound steam boiler employing chain stoker fore grate for solid fuel
RU2097660C1 (en) Convective stove
RU46335U1 (en) HEATING FURNACE
RU2337274C2 (en) Heating device
RU2445550C1 (en) Heating device
CN202057044U (en) Multi-purpose smoke elimination and dust removal hot water heat pipe assembly hot blast furnace
RU2543924C1 (en) Hot-water heating boiler
RU20155U1 (en) HEATING DEVICE
RU2361154C1 (en) Method of heat transfer
RU201654U1 (en) Pyrolysis waste heat boiler
RU137989U1 (en) WATER-SOLID FUEL BOILER (OPTIONS)
RU2453771C1 (en) Device to increase heat emission of furnace gas
RU218983U1 (en) Combined multi-fuel long-burning boiler
CN212806066U (en) Small-size intensification hot-blast furnace suitable for denitration of admittedly giving up

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190722

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200324