Спосіб роботи піролізної печі з протиточним газообміном

Реферат: Спосіб роботи піролізної печі з протиточним газообміном передбачає здійснення процесу піролізу побутових та/або промислових відходів, при якому у топковій камері печі розміщують призначену для спалення сировину та підпалюють останню. Попередньо топкову камеру споряджують подавачем повітря. У верхню частину цієї камери вкладають відбиваючий диск з периферійним зазором до внутрішніх стінок топкової камери. Топкову камеру споряджують пакетом розміщених еквідистантно по колу та із зазором одна відносно одної трубок, охоплених поперечними тримачами. У центральній частині топкової камери змонтовують вертикально розташований трубчастий повітропровід. Подавач повітря виконують у вигляді спорядженого заслінкою патрубка, вільний кінець якого розміщують над верхнім отвором повітропроводу та вихідними отворами пакета еквідистантно розташованих трубок, що виконують функцію розподільника вихідних газів. UA 106954 U (12) UA 106954 U UA 106954 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. Відомий спосіб спалювання відходів, суть якого пояснюється роботою пристрою [див. А.С. СРСР № 1141267, МПК F23G 5/32, 1985 р.], при цьому спалювання відходів, що утилізуються, здійснюється у вертикальній циліндричній камері згоряння, куди відходи подаються в суміші з повітрям крізь спеціальні сопла. Водночас для реалізації способу до камери згоряння крізь інші сопла подається вторинне повітря, яке забезпечує при підпалюванні суміші ініціацію процесу піролізу. Практичне застосування цього способу не забезпечує 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. Відомий також спосіб одержання тепла при піролізі побутових і промислових відходів та пристрій для його реалізації, який передбачає розміщення всередині топкової камери сировини згоряння та її підпал крізь спеціальний отвір в днищі корпусу, при цьому перед заповненням топкової камери сировиною у відцентровому отворі певного діаметра необхідно розмістити циліндричну трубку співпадаючого діаметра 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, 2009 р.]. 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. Найбільш близьким за технічною суттю до способу роботи піролізної печі з протиточним газообміном є спосіб роботи піролізної печі, який передбачає здійснення процесу піролізу побутових та/або 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, при цьому 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, крім того, повітря у топкову камеру крізь подавач повітря подають знизу із можливістю регулювання його кількості. Суттєвим недоліком такого способу є складність конструкції, що реалізує спосіб та недостатня енергоефективність через те, що організація теплових потоків є прямоточною. Задачею, на вирішення якого спрямована корисна модель, що заявляється, є спрощення конструкції печі, підвищення її екологічності та енергоефективності. Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому способі роботи піролізної печі, що передбачає здійснення процесу піролізу побутових та/або промислових відходів, при якому у топковій камері печі розміщують призначену для спалення сировину та підпалюють останню, при цьому попередньо топкову камеру споряджують подавачем повітря, а у верхню частині цієї камери вкладають відбиваючий диск з периферійним зазором до внутрішніх стінок топкової камери, крім того топкову камеру 1 UA 106954 U 5 10 15 20 25 30 35 40 споряджують пакетом розміщених еквідистантно по колу та із зазором одна відносно одної трубок, охоплених поперечними тримачами, згідно з корисною моделлю, що заявляється, у центральній частині топкової камери змонтовують вертикально розташований трубчастий повітропровід, а подавач повітря виконують у вигляді спорядженого заслінкою патрубка, вільний кінець якого розміщують над верхнім отвором повітропроводу та вихідними отворами пакета еквідистантно розташованих трубок, що виконують функцію розподільника вихідних газів. Як приклад реалізації способу піролізної печі можна проілюструвати на кресленнях. Так на фіг. 1 показаний поздовжній переріз піролізної печі з протиточним газообміном, а на фіг. 2 – її поперечний переріз (А-А). Піролізна піч з протиточним газообміном містить: топкову камеру - 1, всередині якої розміщені повітровід - 2, утворений з набору трубок - 3, з'єднаних у пакет із зазором між собою, впускний патрубок - 4 з відбиваючим диском - 5, верхній ковпак - 6 з випускним трубопроводом 7, повітряну заслінку - 8 (наприклад золотникового типу), нижній ковпак - 9, при цьому випускний трубопровід - 7, виконаний з набору випускних патрубків - 10 відповідно. Крім того, набір трубок 3 охоплений поперечними тримачами 11. Піролізна піч з протиточним газообміном працює наступним чином. Топкову камеру - 1 завантажують зверху твердим паливом при попередньо знятих верхньому ковпаку - 6, впускному патрубку - 4 з відбиваючим диском - 5, та повітряній заслінці - 8. Після цього здійснюють розпалювання верхнього шару палива. Коли ступінь розпалювання верхнього шару палива буде достатнім, топкову камеру - 1 закривають відбиваючим диском - 5 з впускним патрубком - 4, повітряною заслінкою - 8 та верхнім ковпаком - 6 з випускним трубопроводом - 7, який під'єднують до системи місцевої витяжки. Повітряну заслінку - 8 при цьому встановлюють у відкрите положення. Повітря, що завдяки тязі, надходить всередину топкової камери - 1 крізь впускний повітряний патрубок - 4, самовільно розділяється трубчастим повітроводом - 2 на первинне і вторинне. При цьому, усе повітря нагрівається від тепла відпрацьованих газів, за рахунок омивання випускних патрубків - 10 та за рахунок омивання відпрацьованими газами впускного патрубка - 4 всередині верхнього ковпака - 6. Первинне повітря потрапляє у зону горіння крізь зазори між трубками - 3, спричинюючи виникнення першої стадії процесу горіння з розповсюдженням фронту полум'я від центральної осі топкової камери - 1 до периферії та донизу. При цьому, внаслідок недостачі повітря для повного окислення палива, відбувається піроліз - у поверхневому, так званому киплячому, шарі, з утворенням суміші газів (піролізний газ), до складу яких входять переважно горючі компоненти, з незначними домішками вуглекислого газу та парів води. Вторинне повітря по внутрішніх каналах трубок - 3 весь час піднімається у верхню зону топкової камери - 1, під відбиваючий диск - 5, де зустрічається з піролізним газом і спричиняє його повне допалюваня, що є другою стадією горіння. Продукти згоряння проходять крізь зазор між відбиваючим диском 5 і внутрішніми стінками топкової камери - 1 у порожнину верхнього ковпака - 6 і, далі, - видаляються крізь випускні патрубки - 10 та випускний трубопровід - 7. В результаті такої організації розподілу повітряних потоків вдається значно підвищити ефективність процесу піролізу палива і тепловіддачі. Після повного вигоряння палива, попіл видаляють крізь знятий нижній ковпак - 9, топкової камери - 1 печі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Спосіб роботи піролізної печі з протиточним газообміном, що передбачає здійснення процесу піролізу побутових та/або промислових відходів, при якому у топковій камері печі розміщують призначену для спалення сировину та підпалюють останню, при цьому попередньо топкову камеру споряджують подавачем повітря, а у верхню частину цієї камери вкладають відбиваючий диск з периферійним зазором до внутрішніх стінок топкової камери, крім того топкову камеру споряджують пакетом розміщених еквідистантно по колу та із зазором одна відносно одної трубок, охоплених поперечними тримачами, який відрізняється тим, що у центральній частині топкової камери змонтовують вертикально розташований трубчастий повітропровід, а подавач повітря виконують у вигляді спорядженого заслінкою патрубка, вільний кінець якого розміщують над верхнім отвором повітропроводу та вихідними отворами пакета еквідистантно розташованих трубок, що виконують функцію розподільника вихідних газів. 2 UA 106954 U 3 UA 106954 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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