×
10.01.2015
216.013.1d16

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЯ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002538874
Дата охранного документа
10.01.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области пиролиза древесины и ее отходов, а также других видов возобновляемого органического сырья. В устройстве для получения угля из возобновляемого органического сырья, включающем топку, сообщающуюся с пиролизной камерой, содержащем цилиндрические реторты с газосборными элементами в нижней части, соединенными посредством газоотводных труб с топкой, топка отделена от пиролизной камеры посредством перфорированной стенки, пиролизная камера разделена перфорированными стенками на отсеки, в каждом из которых размещено по меньшей мере по две реторты, при этом в нижней части стенки, отделяющей топку от пиролизной камеры, выполнено по меньшей мере одно отверстие, в которое вставлен элемент из жаропрочного материала со сквозными отверстиями, в которые выведены газоотводные трубы, концы газоотводных труб размещены в средней части элемента из жаропрочного материала, а плоскость этого элемента, в которую выходят сквозные отверстия, расположена под углом к поду топки; смежный с топкой отсек пиролизной камеры может быть соединен газовой магистралью с одним из отсеков в средней части пиролизной камеры; верхняя часть топки может быть выполнена в форме арочного свода; в верхнем перекрытии каждого из отсеков пиролизной камеры может быть вмонтирован снабженный крышкой полый цилиндрический элемент, внутренний диаметр которого превышает наружный диаметр реторты, при этом верхнее перекрытие отсека выполнено в виде двух параллельных металлических листов, пространство между которыми сообщено с атмосферой и внутренним объемом отсека. Повышается равномерность обтекания реторт топочными газами и, тем самым, ускоряется процесс пиролиза; кроме того, обеспечивается предотвращение разрушения газоотводных труб, а также упрощение конструкции элементов, обеспечивающих обтекание реторт топочными газами. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области пиролиза древесины и ее отходов, а также других видов возобновляемого органического сырья.

Известно устройство для получения угля из органического сырья - древесины, включающее печь с топкой, пиролизной камерой, содержащей цилиндрические реторты, и сушильными камерами, RU 2150483 C1.

В этом устройстве в последних по ходу теплоносителя ретортах сырье разлагается почти в два раза медленнее, чем в первых. Это связано с неравномерностями движения теплоносителя в аппарате.

Более эффективно устройство для получения древесного угля из возобновляемого органического растительного сырья, включающее топку, сообщающуюся с пиролизной камерой, содержащей цилиндрические реторты с газосборными элементами (конусами) в нижней части, соединенными посредством газоотводных труб с топкой. В пиролизной камере между сводом и подом установлены направляющие поток газа элементы, представляющие собой вертикальные колонны, имеющие вогнутые цилиндрические поверхности, обращенные к наружным цилиндрическим поверхностям реторт и расположенные эквидистантно по отношению к ним, RU 2237699 C1.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Недостатком прототипа является то, что теплоноситель (топочные газы) недостаточно равномерно обтекают реторты. Кроме того, направляющие поток газа элементы весьма материалоемки и имеют сложную конфигурацию, что существенно затрудняет и удорожает их изготовление. Значительным недостатком прототипа является также то обстоятельство, что концы газоотводных труб непосредственно выведены во внутренний объем топки, при этом температура факела по торцам газоотводных труб превышает 1000°C, в то время как температура обгорания металла, из которого сделаны газоотводные трубы, не превышает 800°C. В результате концы газоотводных труб со стороны топки разрушаются.

Задачей настоящего изобретения является повышение равномерности обтекания реторт топочными газами и, тем самым, ускорение процесса пиролиза; кроме того, решается задача предотвращения разрушения газоотводных труб, а также задача упрощения конструкции элементов, обеспечивающих обтекание реторт топочными газами.

Согласно изобретению в устройстве для получения угля из возобновляемого органического сырья, включающем топку, сообщающуюся с пиролизной камерой, содержащем цилиндрические реторты с газосборными элементами в нижней части, соединенными посредством газоотводных труб с топкой, топка отделена от пиролизной камеры посредством перфорированной стенки, пиролизная камера разделена перфорированными стенками на отсеки, в каждом из которых размещено по меньшей мере по две реторты, при этом в нижней части стенки, отделяющей топку от пиролизной камеры, выполнено по меньшей мере одно отверстие, в которое вставлен элемент из жаропрочного материала со сквозными отверстиями, в которые выведены газоотводные трубы, концы газоотводных труб размещены в средней части элемента из жаропрочного материала, а плоскость этого элемента, в которую выходят сквозные отверстия, расположена под углом к поду топки; смежный с топкой отсек пиролизной камеры может быть соединен газовой магистралью с одним из отсеков в средней части пиролизной камеры;

верхняя часть топки может быть выполнена в форме арочного свода;

в верхнем перекрытии каждого из отсеков пиролизной камеры может быть вмонтирован снабженный крышкой полый цилиндрический элемент, внутренний диаметр которого превышает наружный диаметр реторты, при этом верхнее перекрытие отсека выполнено в виде двух параллельных металлических листов, пространство между которыми сообщено с атмосферой и внутренним объемом отсека.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «Новизна».

Реализация отличительных признаков изобретения обеспечивает важные новые свойства объекта (технический результат): перфорированная стенка, отделяющая топку от пиролизной камеры, а также перфорированные стенки, разделяющие пиролизную камеру на отсеки, создают определенное аэродинамическое сопротивление, позволяющее значительно более равномерно, нежели в устройстве-прототипе, распределить поток, омывающий каждую реторту; при этом исключаются материалоемкие направляющие поток топочных газов элементы сложной конфигурации. Выполнение в нижней части стенки, отделяющей топку от пиролизной камеры, по меньшей мере одного отверстия, в котором размещен элемент из жаропрочного материала со сквозными отверстиями, в которые выведены газоотводные трубы, концы которых размещены в средней части элемента из жаропрочного материала, обеспечивает нахождение концов труб вне факела в зоне относительно невысоких температур, существенно ниже температуры обгорания металла. Благодаря тому, что плоскость указанного элемента, в которую выходят сквозные отверстия, расположена под углом к поду топки, факелы, выходящие из этих отверстий, также ориентированы под углом к поду топки, при этом происходит завихрение потоков в объеме топки, улучшается смешение парогазов с воздухом, вследствие чего сгорание происходит более полно.

Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - продольный разрез;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - элемент из жаропрочного материала (в увеличенном масштабе);

на фиг.4 - верхнее перекрытие отсека пиролизной камеры;

на фиг.5 - вариант топки с арочным сводом;

на фиг.6 - фрагмент В перфорированной стенки, вид со стороны топки (в увеличенном масштабе).

Устройство включает топку 1 и пиролизную камеру 2. В пиролизной камере 2 размещены цилиндрические реторты 3 с газосборными элементами 4 в нижней части, соединенными посредством газоотводных труб 5 с топкой 1. Топка 1 отделена от пиролизной камеры 2 посредством перфорированной стенки 6 со сквозными отверстиями 17. Посредством перфорированных стенок 7 пиролизная камера 2 разделена на отсеки 8. Стенки 7 аналогичны по своему выполнению стенке 6, но имеют меньшую толщину. В каждом из отсеков 8 размещены в конкретном примере по две реторты 3. Посредством перфорированной стенки 9 пиролизная камера 2 отделена от сушильной камеры 15, которая также разделена на отсеки перфорированными стенками 10.

В нижней части стенки 6 в данном примере выполнены два отверстия, в которые вставлены элементы 11 из жаропрочного материала, в частности, бетона, со сквозными отверстиями 12. В отверстия 12 выведены газоотводные трубы 5, концы 13 которых размещены в средней части элемента 11. Плоскости 23 элементов 11, в которые выходят сквозные отверстия 12, расположены под углом к поду топки 1.

Смежный с топкой 1 отсек 8 пиролизной камеры 2 соединен газовой магистралью 14 с одним из отсеков в средней части пиролизной камеры 2.

Верхняя часть топки 1 может быть выполнена в форме арочного свода 16 (фиг.5), что обеспечивает повышение устойчивости и долговечности в сравнении с плоскими сводами. В верхнем перекрытии каждого из отсеков пиролизной камеры вмонтирован полый цилиндрический элемент 20 с крышкой (на чертеже не показана), внутренний диаметр которого превышает наружный диаметр реторты 3. Верхнее перекрытие отсека выполнено в виде двух параллельных металлических листов 18 и 19, пространство между которыми сообщено с внутренним объемом отсека, а также посредством патрубка 21 - с атмосферой. Верхние перекрытия отсеков сушильной камеры устроены аналогично. Сушильная камера сообщается с атмосферой посредством дымовой трубы 22.

Устройство работает следующим образом.

При запуске процесса получения угля в топке 1 сжигают некоторое количество топлива, в частности дров. При этом образуются топочные газы с температурой 900-1000°C. Топочные газы разбавляются воздухом до температуры 600-800°C за счет подсоса воздуха из атмосферы. Топочные газы поступают через отверстия 17 в стенке 6 в ближайший к топке 1 отсек 8 пиролизной камеры 2 и затем через отверстия в стенках 7 последовательно поступают в другие отсеки пиролизной камеры 2. Кроме того, для поддержания достаточно высокой температуры в удаленных от топки 1 отсеках 8 пиролизной камеры 2 часть топочных газов из ближайшего к топке 1 отсека пиролизной камеры 2 поступает в более удаленные отсеки камеры 2 по магистрали 14. Находящееся в ретортах 3 органическое сырье под воздействием горячих топочных газов подвергается термическому разложению. Образующиеся при этом парогазы через газосборные элементы 4 и газоотводные трубы 5 поступают в топку 1 и там сгорают. Поскольку факелы, образующиеся при сгорании парогазов в топке 1, непосредственно контактируют с поверхностью элемента 11, а не с концами 13 металлических газоотводных труб 5, предотвращается их обгорание. В дальнейшем процесс происходит непрерывно, и образующиеся продукты сгорания парогазов являются основным источником тепла для поддержания процесса термического разложения сырья в ретортах 3. Выходящие через перфорированную стенку 9 в сушильную камеру 15 дымовые газы отдают остаточное тепло для предварительной сушки сырья, находящегося в ретортах 3, перед перемещением реторт в пиролизную камеру 2 и затем выходят в атмосферу через дымовую трубу 22.

Изобретение может быть использовано везде, где имеются органические отходы, например в лесопромышленном комплексе при заготовке и переработке древесины, в сельском хозяйстве (тростник, солома, скорлупа от орехов, остатки кукурузной и подсолнечной массы вместе со стеблем и листьями). В качестве сырья также могут быть использованы бытовые органические отходы и другие твердые органические остатки. Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и известное оборудование. Эти обстоятельства, по мнению заявителя, позволяют сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».


УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЯ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЯ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЯ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЯ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЯ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЯ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-2 из 2.
10.03.2015
№216.013.2f21

Устройство для получения древесного угля

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов пиролизом. Устройство для получения древесного угля содержит топочную камеру (1) и пиролизную камеру (2) с выемными ретортами (3). В нижней части реторт (3) размещены газоотводные устройства (4) в виде газосборных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543533
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.06.2015
№216.013.5745

Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов. Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья включает вертикально установленную пиролизную камеру (1) со средствами для загрузки сырья (2) и выгрузки продукта (3), источник газообразного теплоносителя в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553871
Дата охранного документа: 20.06.2015
Показаны записи 1-2 из 2.
10.03.2015
№216.013.2f21

Устройство для получения древесного угля

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов пиролизом. Устройство для получения древесного угля содержит топочную камеру (1) и пиролизную камеру (2) с выемными ретортами (3). В нижней части реторт (3) размещены газоотводные устройства (4) в виде газосборных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543533
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.06.2015
№216.013.5745

Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов. Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья включает вертикально установленную пиролизную камеру (1) со средствами для загрузки сырья (2) и выгрузки продукта (3), источник газообразного теплоносителя в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553871
Дата охранного документа: 20.06.2015
+ добавить свой РИД