Спосіб спалювання твердого палива та пристрій його здійснення

1. Спосіб спалювання твердого палива, за яким подають паливо та повітря до зони горіння, газові рештки горіння відводять в атмосферу че C2 2 (19) 1 3 в топку визначають таким чином, щоб тверді рештки, що утворилися, своєчасно замінювалися новим паливом. Пристрій для здійснення цього способу спалювання твердого палива містить бункер для твердого палива, теплообмінник, топку, пристрої подання палива та повітря в топку, золозбірник, блок управління (контролер), датчики температури, електричні приводи та вертикальний пальник, який виконаний у вигляді оболонки зрізаного конуса з отворами для прокачування повітря та з'єднаний вузькою стороною з пристроєм подання палива та повітря, що являє собою колектор, з'єднаний з вентилятором. При цьому пристрій подання палива оснащений шнековим конвеєром, частина труби якого, що знаходиться в колекторі, виконана з отворами для повітря. Недоліками описаних способу спалювання твердого палива та пристрою для здійснення цього способу є низька ефективність процесу горіння, оскільки нижнє подання в топку палива з повітрям та безпосередній вихід піролізних газів через димохід, виконаний в її стельовій частині, не дозволяють створити постійно палаючий шар для повного згоряння палива, що надходить порційно, а це призводить до підвищеної зольності та токсичності топкових газів, що утилізуються. Задачею даного винаходу є підвищення ефективності спалювання твердого палива при зниженні зольності та токсичності топкових газів, що утилізуються. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у способі спалювання твердого палива паливо та повітря в зону горіння подають з верху до низу згідно з заданим алгоритмом, який забезпечує оптимальну потужність топки та повноту згоряння палива, при цьому в зоні горіння попередньо створюють палаючий шар та надлишковий тиск, а відвід топкових газів здійснюють з-під зони горіння, причому топкові гази перед виходом у атмосферу пропускають через теплообмінник, а тверді залишки під дією сили важкості та надлишкового тиску в зоні горіння надходять до золозбірника. Пристрій для здійснення способу спалювання твердого палива, що пропонується, містить бункер для твердого палива з пристроєм подання палива та повітря у топку, теплообмінну камеру з теплообмінником, сполучену з димохідною трубою, топку, що складається з камери згоряння з каналом подання палива та повітря в подовій частині та колосником в донній, зольної камери з золозбірником, блока управління поданням палива та повітря, причому камера згоряння розміщена з кільцевим зазором між її зовнішньою поверхнею та корпусом пристрою в зольній камері, за допомогою якого зольна камера сполучена з теплообмінною камерою. Подання в зону горіння палива з повітрям з верху до низу на попередньо створений палаючий шар створює умови для інтенсивного утворення піролізних газів, які, проходячи через палаючий шар під надлишковим тиском та перемішуючись з повітряним киснем, під колосниками створюють горючий газ, при згорянні якого утворюється теп 96798 4 ло, яке забезпечує підтримання стабільного стану палаючого шару та повне згоряння всіх летких речовин, що спричинює значне зниження зольності та шкідливих викидів. Таким чином, відвід топкових газів з-під зони горіння сприяє інтенсивній тепловіддачі в теплообміннику та знижує токсичність викидних газів. Пристрій для спалювання твердого палива поданий на кресленні, де схематично зображений загальний вигляд пристрою. Пристрій для спалювання твердого палива містить бункер 1 для твердого палива (можливе здійснення завантаження ручним способом), пристрій 2 для подання палива та повітря в топку, теплообмінну камеру 3 з теплообмінником 4, яка сполучена з димохідною трубою 5. Топка складається з камери згоряння 6 з каналами 8 та 9 у подовій частині для подання палива та повітря відповідно (на Фіг. показаний варіант із суміщенням каналів 8 та 9), а у її донній частині встановлений колосник 10. Камера згоряння 6 розміщена з кільцевим зазором в зольній камері 11 із золозбірником у нижній частині. Зольна камера 11 сполучена з теплообмінною камерою 3 за допомогою кільцевого зазору між зовнішньою стінкою топки та корпусом. Камера згоряння може бути оснащена герметичними дверцятами 7, які забезпечують доступ до камери згоряння для розміщення початкової розпалювальної порції палива, а також для експлуатаційного обслуговування топки. Пристрій 2 для подання палива та повітря в топку може бути обладнаний блоком управління будь-якої відомої конструкції для контролювання подання повітря та палива. Спосіб спалювання твердого палива здійснюється наступним чином. У камері згоряння 6 на колоснику 10 попередньо створюють палаючий шар, наприклад, з палаючих сухих дров, на який через канал 9 примусово подають атмосферне повітря, а з бункера 1 порційно через канал 8 подають тверде паливо. У камері згоряння 6 створюється надлишковий тиск, при якому тверде паливо займається від високої температури палаючого шару та виділяє піролізні гази. Піролізні гази під тиском проходять через палаючий шар та колосник 10, з'єднуються в зольній камері 11 з атмосферним киснем, що не вступив у реакцію, та утворюють горючі гази. Горючі гази при горінні під колосником виділяють велику кількість тепла, яке підтримує стабільний стан палаючого шару, забезпечує згоряння токсичних летючих продуктів та догоряння твердих часток палива. При цьому тверді продукти горіння, що проходять через колосник 10, та рештки палива, що не згоріли, осаджуються у золозбірнику. Топкові гази з зольної камери 11 надходять в теплообмінну камеру 3, віддаючи тепло теплообміннику 4, охолоджуються та через димохідну трубу викидаються в атмосферу. Процес розпалювання початкової порції палива (особливо у випадку використання палива, що вимагає високої температури спалахування) можливо здійснити, завантажуючи цю порцію як без 5 посередньо з бункера 1 через канал 8, так і через спеціальні дверцята 7. Використання блока управління дозволяє автоматизувати та оптимально настроїти процес подання повітря та палива в залежності від відібраного виду горючого матеріалу. Винахід дозволяє створити екологічно чистий, практично позбавлений диму спосіб спалювання твердого палива при підвищенні повноти його згоряння з високим коефіцієнтом теплоутворення та Комп’ютерна верстка І. Скворцова 96798 6 тепловіддачі, а також спрощує конструкцію топки та підвищує її ККД при збільшенні ступеня термічного розкладання палива, що дозволяє знизити кількість шкідливих викидів в атмосферу. Запропонований винахід може знайти найширше використання, оскільки не потребує попередньої підготовки палива, забезпечує ефективне згоряння практично будь-яких видів горючих матеріалів та їх сумішей, включаючи побутове сміття. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601