Спосіб роботи піролізної печі

Реферат: Спосіб роботи піролізної печі, що передбачає здійснення процесу піролізу побутових та промислових відходів, при якому всередині топкової камери печі розміщують призначену для спалення сировину та підпалюють останню, при цьому попередньо топкову камеру споряджують подавачем повітря, висота якого збігається з рівнем завантаженої у топкову камеру сировини, причому верхню частину топкової камери споряджують диском, змонтованим із зазором до корпусу топкової камери, а подавач повітря встановлюють вертикально у центрі цієї камери та виконують у вигляді пакета розміщених еквідистантно по колу та із зазором одна відносно одної трубок, охоплених поперечними тримачами, при цьому повітря у топкову камеру крізь подавач повітря подають знизу із можливістю регулювання його кількості. UA 100659 U (12) UA 100659 U UA 100659 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі теплоенергетики, зокрема до технологій одержання тепла шляхом піролізу твердих побутових та/або, промислових відходів чи відходів з переробки сільськогосподарської продукції (лушпиння зернових, соломи та ін.). Відомо, що згоряння органічного палива призводить до небажаних викидів речовин в атмосферу. До таких речовин належать діоксид сірки та оксиди азоту. Викиди з'єднань сірки та азоту підвищують їх концентрацію у навколишньому середовищі і при взаємодії із вологою повітря утворюють кислотні дощі чи снігопади, чим погіршують екосередовище. Боротьба з таким явищем є актуальною темою багатьох розробок та генерованих розробниками технічних рішень по запобіганню небажаних процесів. Відомо спосіб спалювання відходів від перероблення сільськогосподарських культур на колосниках паливні котла, наприклад кукурудзяного шроту [див. Е.В. Нечаев и А.Ф.Лубнин "Механические топки для котлов малой и средней мощности". – Ленинград: Энергия, 1968. рис. 10-3, стр.283). Відомий спосіб здійснюється таким чином. Кукурудзяний шрот, який одержують після видалення олії з зерна кукурудзи, направляють до механізму завантаження його у паливню котла на шар палива, що горить на колосникових решітках. Товщина шару палива на колосникових решітках досягає 60 см. Шрот підсушується, частково згорає, частково обвуглюється і перетворюється у золу та жужіль, частково виноситься з тягою, тобто повітрям, що подається під колосникову решітку для підтримання процесу горіння, леткими, незгорівшими газами та відхідними газами після горіння (димом) у довкілля. Недоліком такого способу є те, що спалювання біомаси, яка включає леткі та коксозольні частини палива на звичайних колосникових решітках паливні котельної установки неефективно, так як недопал палива на колосниковій решітці супроводжує вихід з паливні котлоагрегату шкідливих газів типу моноокису вуглецю, метану, оксиду азоту та інших. Викид згаданих газів регламентується міжнародними нормами. Відомий також спосіб спалювання відходів, суть якого пояснюється при роботі пристрою [див. А.С. СРСР №1141267, МПК F23G 5/32, 1985р.], при цьому спалювання відходів, що утилізуються, здійснюється у вертикальній циліндричній камері згоряння, куди відходи подаються в суміші з повітрям через спеціальні сопла. Водночас для реалізації способу до камери згоряння через інші сопла подається вторинне повітря, яке забезпечує при підпалюванні суміші ініціацію процесу піролізу. Практичне застосування цього способу не забезпечило ефективну екологічно чисту утилізацію відходів, тому що: вибраний спосіб подавання суміші й первинного повітря до камери згоряння потребує спеціальних пристроїв для підготовки відходів, що призводить до здорожчання процесу, зниження його надійності і високої ймовірності зашлаковування сопел; через відсутність фази попереднього нагріву й осушування суміші, яка подається до камери згоряння, не забезпечується низький вміст вологи у газах, що відходять, а це потребує додаткових очисних пристроїв для забезпечення екологічності процесу утилізації та подальшого використання газоподібних продуктів утилізації. Крім того, описаний вище спосіб має низьку продуктивність, бо неможливо забезпечити високу швидкість спалювання відходів через необхідність нагріву від температури навколишнього середовища до робочої температури всіх складових частин процесу утилізації (відходи, первинне й вторинне повітря) безпосередньо у камері згоряння, яка має обмежений об'єм. Найбільш близьким за технічною суттю до способу роботи піролізної печі, що заявляється, є спосіб одержання тепла при піролізі побутових іпромислових відходів та пристрій для його реалізації, який передбачає всередині топкової камери розміщення сировини згоряння та підпал її крізь спеціальний отвір в днищі корпусу, при цьому перед заповненням топкової камери сировиною у відцентровому отворі певного діаметру необхідно розмістити циліндричну трубку співпадаючого діаметру та висотою, відповідною рівню сировини в топковій камері, втрамбування сировини та вилучення трубки з топкової камери [Див.пат. України на винахід № 87551, МПК F23G 5/027, F24H 1/00, 2009р.]. Суттєвим недоліком такого способу є складність конструкції, що реалізує спосіб, та необхідність дотримання умов вигляду палива (як паливо повинно використовуватися сировина у брикетах). Крім того при роботі пристрою для реалізації зазначеного способу утворюються кількість димових газів, що потребують відведення та використання додаткових пристроїв для їх очистки. Задачею, на вирішення якої спрямована корисна модель, що заявляється, є спрощення конструкції печі, підвищення її екологічності та адекватної типорозмірам печі теплової потужності. 1 UA 100659 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому способі роботи піролізної печі, що передбачає здійснення процесу піролізу побутових та промислових відходів, при якому всередині топкової камери печі розміщують призначену для спалення сировину та підпалюють останню, при цьому попередньо топкову камеру споряджують подавачем повітря, висота якого збігається з рівнем завантаженої у топкову камеру сировини, згідно з корисною моделлю, що заявляється, верхню частину топкової камери споряджують диском, змонтованим із зазором до корпусу топкової камери, а подавач повітря встановлюють вертикально у центрі цієї камери та виконують у вигляді пакета розміщених еквідистантно по колу та із зазором одна відносно одної трубок, охоплених поперечними тримачами, при цьому повітря у топкову камеру крізь подавач повітря подають знизу із можливістю регулювання його кількості. Реалізацію способу роботи піролізної печі можна проілюструвати на прикладі. Піролізна піч схематично представлена на кресленнях, що додаються. На фіг. 1 - дано її поздовжній вигляд у перерізі, а на фіг. 2 - переріз по А-А. Піролізна піч містить корпус 1, споряджений верхньою 2 та нижньою 3 знімними кришками, спорядженими ущільнювачами 4, при цьому у верхній кришці 2 виконано вихлопний патрубок 5, з'єднаний з газоходом піролізного газу (на кресленні не показаний). Нижня кришка 3 споряджена впускним патрубком 6 із встановленій у ньому заслінкою 7. Всередині корпусу 1 змонтовано повітропровід, що виконаний з пакета вертикально еквідистантно по колу та з зазором одна до одної трубок 8, які охоплені тримачами 9, виконаними у вигляді хомутів циліндричної або багатогранної форми, всередині корпусу передбачена додаткова деталь - ковпачок 10, який встановлюють на верхні отвори трубок 8 в разі потреби. На верхньому тримачі 9 вільно накладений із зазором до внутрішніх стінок корпусу - бункера 1 відбиваючий диск 11. Піролізна піч працює наступним чином. При попередньо знятих верхній кришці 2 та відбиваючому диску 11 корпус-бункер 1 завантажують зверху твердим паливом. Як паливо використовують дрібні тріски неконтрольованої форми, тирсу, листя та/або будь-які інші тверді відходи переробного виробництва. Заслінку 7 відкривають для подачі повітря та для здійснення процесу розпалювання верхнього шару сировини. Верхній шар сировини підпалюють будь-яким запальником. Коли ступінь розпалювання верхнього шару палива буде достатнім для подальшого горіння, на верхній тримач вільно накладають відбиваючий диск 11 та закривають верхню кришку 2, а вихлопний патрубок 5 під'єднують до системи місцевої витяжки (газоходу). Повітря, що завдяки утвореній тязі надходить всередину корпуса-бункера 1 крізь впускний повітряний патрубок 6, самовільно розділяється пакетом трубок 8 та зазорами між ними на первинне і вторинне. Первинне повітря потрапляє у зону горіння крізь зазори між трубами 8, спричинюючи виникнення першої стадії процесу горіння з розповсюдженням фронту полум'я від центру корпуса-бункера 1 до периферії та донизу, тобто туди, де є паливо. При цьому, внаслідок нестачі повітря для повного окислення палива, відбувається піроліз у поверхневому, шарі та через утворенням суміші газів процес піролізу здійснюється у киплячому шарі. До складу піролізних газів входять переважно горючі компоненти з незначними домішками діоксиду вуглецю та парів води. Вторинне повітря по внутрішніх каналах труб 8 весь час піднімається у верхню зону корпуса-бункера 1, під відбиваючий диск 11, де зустрічається з піролізним газом і спричинює його повне догоряння, що є другою стадією горіння. Продукти згоряння проходять крізь зазор між відбиваючим диском 11 і стінками корпуса-бункера 1 у внутрішню порожнину верхньої кришки 2 і далі видаляються крізь вихлопний патрубок 5. В результаті нової організації розподілу повітряних потоків та процесу піролізу вдається значно підвищити ефективність тепловіддач після повного піролізу палива. Попіл видаляють крізь нижню кришку 3 шляхом її тимчасового демонтажу. Якщо необхідно отримати піролізний газ для застосування поза піччю, верхні отвори трубок 8 закривають ковпачком 10, запобігаючи надходженню вторинного повітря в зону горіння. При цьому піролізний газ виходить крізь вихлопний патрубок 5 верхньої кришки 2, звідки його відбирають і спрямовують до відповідної обробки (очистка та регулювання-стабілізація тиску) для подальшого користування споживачем. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб роботи піролізної печі, що передбачає здійснення процесу піролізу побутових та промислових відходів, при якому всередині топкової камери печі розміщують призначену для спалення сировину та підпалюють останню, при цьому попередньо топкову камеру споряджують подавачем повітря, висота якого збігається з рівнем завантаженої у топкову камеру сировини, який відрізняється тим, що верхню частину топкової камери споряджують 2 UA 100659 U 5 диском, змонтованим із зазором до корпусу топкової камери, а подавач повітря встановлюють вертикально у центрі цієї камери та виконують у вигляді пакету розміщених еквідистантно по колу та із зазором одна відносно одної трубок, охоплених поперечними тримачами, при цьому повітря у топкову камеру крізь подавач повітря подають знизу із можливістю регулювання його кількості. 3 UA 100659 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4