устройство для сжигания торфа-сырца и древесных опилок в топках отопительных агрегатов

Формула изобретения

Устройство для сжигания торфа-сырца и древесных опилок в топках отопительных агрегатов, включающее цилиндрический корпус реторты с электронагревателем, патрубок для удаления твердых остатков из реторты, газоотводящие трубки с горелками, шнековый питатель для подачи топлива в реторту, причем реторта встроена непосредственно в топочное пространство отопительного агрегата, имеет фланцы на выходящих наружу за пределы топочного пространства концах корпуса, к которым в передней части закреплен (крепится) шнековый питатель, а в задней - трубчатый электронагреватель (ТЭН), расположенный внутри реторты, при этом снизу в задней части корпуса имеется парубок для удаления твердых остатков, газоотводящие трубки выполнены совместно с горелками и расположены сверху на корпусе реторты, в нижней части топочного пространства размещена колосниковая решетка для сбора и дожигания твердых остатков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для отопления зданий различного назначения.

Известен способ сухой перегонки твердого топлива, при котором под действием высокой температуры происходит пиролитическое разложение топлива на две составляющие - горючие газы и сухой остаток - полукокс, смолы, зола (см. Теплотехника: Учебник / Под общей редакцией И.Н.Сушкина, 2-е изд. перераб. - М.: Металлургия, 1973 г. - С.221-222.

Известен способ непрерывной газификации твердого топлива и устройство для его осуществления, позволяющий произвести полное разложение твердого топлива в герметичной камере, в которой твердое топливо перемещают при помощи шнекового питателя (см. Патент РФ №2002110164, кл. С 10 В 47/00, 2003).

Известен газогенератор для твердого топлива, содержащий корпус с футеровкой, бункер для топлива, камеру для золы (см. Патент РФ №2147601, кл. С 10 J 3/20, 2000).

Недостатком известных устройств является неудобство в обслуживании, сложность конструкции.

Известна также конструкция газификатора твердого топлива, содержащего корпус-реторту с электронагревателем, патрубок для удаления твердых остатков из реторты, газоотводящие трубки с горелками, шнековый питатель для подачи топлива в реторту (см. Патент РФ №2232347, кл. F 23 G 5/27, 2004).

Недостатком известного устройства является невозможность использования полученного горючего газа непосредственно в месте его выработки, т.е. необходимость его транспортирования по трубопроводам к топочному устройству генератора тепла, для чего требуются дополнительные устройства (воздуходувки, компрессоры и т.д.) и соответственно дополнительные энергозатраты.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - это расширение возможности использования торфа-сырца и древесных опилок для отопительных целей.

Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей и области использования отопительных устройств, повышение экономичности и эффективности использования указанных топлив.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для сжигания торфа-сырца и древесных опилок в топках отопительных агрегатов, включающем цилиндрический корпус реторты с электронагревателем, патрубок для удаления твердых остатков из реторты, газоотводящие трубки с горелками, шнековый питатель для подачи топлива в реторту, согласно изобретению реторта встроена непосредственно в топочное пространство отопительного агрегата, имеет фланцы на выходящих наружу за пределы топочного пространства концах корпуса, к которым в передней части закреплен (крепится) шнековый питатель, а в задней - трубчатый электронагреватель (ТЭН), расположенный внутри реторты, при этом снизу в задней части корпуса имеется патрубок для удаления твердых остатков, газоотводящие трубки выполнены совместно с горелками и расположены сверху на корпусе реторты, в нижней части топочного пространства размещена колосниковая решетка для сбора и дожигания твердых остатков.

Внутрь реторты шнековым питателем непрерывно подается топливо - торф-сырец или древесные опилки, которые в результате разогрева до определенной температуры подвергаются процессу термического (пирогенетического) разложения с выделением летучих веществ - горючих газов и твердого остатка - полукокса, имеющего в своем составе горючие компоненты - углеродистые соединения, смолы и т.д.

Полученный таким методом газ через газоотводящие трубки, расположенные сверху на корпусе реторты, поступают в горелки и, смешиваясь с кислородом воздуха, поступающим через дутьевое устройство, сгорает в топке отопительного агрегата (печи) с выделением тепла. Твердый остаток удаляется из реторты и попадает на колосниковую решетку, расположенную под ретортой, где накапливается слоем в процессе работы установки и, имея высокую температуру, догорает с выделением дополнительного тепла.

Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод о том, что в заявленном устройстве для сжигания торфа-сырца и древесных опилок процесс сухой перегонки топлива происходит непрерывно в зоне непосредственного использования продуктов разложения для получения теплоты в топках отопительных агрегатов (печах). Компактно по конструкции.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема действия устройства.

Устройство для сжигания торфа-сырца и древесных опилок в топках отопительных агрегатов содержит цилиндрический корпус реторты 1, встроенной в топочное пространство 2 отопительного агрегата (печи) (на чертеже не указаны). Корпус реторты 1 установлен в топочном пространстве 2 таким образом, что оба ее конца, опираясь на стенки топки 3, выходят снаружи на противоположные ее стороны, причем с одного ее конца имеется фланец 4 для установки и крепления трубчатого электронагревателя ТЭНа 5, а с другого фланец 6 для установки и крепления шнекового питателя 7 с топливным бункером 8. С переднего края реторты 1 имеются радиально расположенные сквозные отверстия 9 для удаления влаги, попадающей вместе с топливом внутрь реторты 1.

В верхней части корпуса реторты 1 имеются газоотводящие трубки 10, оборудованные насадками - горелками 11 для сжигания горючего газа. Снизу в задней части на корпусе реторты 1 в задней части имеется патрубок 12 для удаления из реторты 1 твердого остатка - полукокса и золы.

Внутри топочного пространства 2 ниже реторты 1 размещена колосниковая решетка 13 для сбора и догорания на ее поверхности удаляемого из реторты твердого остатка. Для осуществления очистки колосниковой решетки 13 от догоревших остатков в стенке топки 3 предусмотрен проем 14 с дверкой и устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха 15. В нижней части топки 3 под колосниковой решеткой 13 установлен выдвижной короб 16 для сбора золы с размещенным на передней его стенке устройства 17 для подачи и регулирования первичного воздуха.

Работа устройства для сжигания торфа-сырца и древесных опилок осуществляется следующим образом.

С помощью шнекового питателя 7 торф или древесные опилки из бункера 8 поступают внутрь реторты 1, заполняя полностью внутреннее пространство, уплотняясь и вытесняя оттуда атмосферный воздух. Подается питание от электросети на трубчатый электронагреватель ТЭН 5, и происходит разогрев топлива. При достижении в слое топлива температуры 500-550°С начинается процесс термического разложения топлива - сухая перегонка. При этом происходит выделение и выход через газоотводящие трубки 10 горелок 11 горючих газов и сгорание их с выделением тепла в топочном пространстве 2 отопительного агрегата (печи).

Для предотвращения забивания газоотводящих трубок 10 топливом нижние их концы имеют скошенные под углом торцы с противоположной по ходу движения топлива стороны и опущены внутрь реторты 1 таким образом, что сзади них образуется полая борозда в глубину слоя топлива, заполняемая образующимися газами, имеющими парциальное давление выше атмосферного, что позволяет выходить им наружу под естественным напором.

Воздух, необходимый для горения газа, поступает к горелкам 11 через устройство для подачи и регулирования вторичного воздуха 15. В данном устройстве за счет постоянной подачи шнековым питателем 7 топлива из бункера 8 процесс происходит непрерывно, при этом под напором движущегося топлива, образовавшиеся твердые остатки вытесняются из реторты 1 через патрубок 12 и падают на колосниковую решетку 13, на которой накапливаются и догорают в слое, отдавая дополнительное тепло.

Воздух, необходимый для догорания твердых остатков, поступает под колосниковую решетку 13 через устройство для подачи и регулирования первичного воздуха 17. При необходимости шуровки или удаления догоревших твердых остатков используют проем 14 с дверкой в стенке топки.

При достижении в топочном пространстве достаточной температуры трубчатый электронагреватель ТЭН 5 автоматически отключается и процессы продолжаются автономно за счет постоянной подачи свежего топлива.

Для периодического удаления золы, провалившейся сквозь щели колосниковой решетки 13, используется выдвижной накопительный короб 16.

Размещение реторты (генератора газа) непосредственно в топке отопительного агрегата (печи) обеспечивает одновременно выработку и сжигание горючих компонентов (газ, кокс) непосредственно в отопительном агрегате, в результате чего отсутствует потребность в трубопроводах для транспортировки газа к горелкам и необходимость во внешнем источнике тепла для нагрева топлива в газогенераторе.

Удаляемые из реторты полукокс и горячий шлак, оставаясь в топке на колосниковой решетке в слое, продолжают участвовать в процессе теплопередачи до полного выгорания горючего остатка и остывания.

Применение непрерывной подачи топлива с помощью шнекового питателя непосредственно в реторту обеспечивает устранение потерь тепла при загрузке топлива.

Стадии подсушки, термического разложения топлива, газификации его и горения происходят в движущейся массе топлива в последовательной цепи операций по ходу его движения внутри реторты, начиная от подачи шнековым питателем на вход в реторту и заканчивая выходом из нее полукокса и шлаковых остатков в отличие от тех же процессов.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить экономичность и эффективность использования торфа-сырца и древесных опилок за счет размещения реторты (генератора газа) непосредственно в топочном пространстве, тем самым снизить потери тепла и упростить процесс обслуживания отопительных агрегатов (печей).

Предложенная конструкция устройства для сжигания торфа-сырца и древесных опилок в топках отопительных агрегатов может найти применение в целях теплоснабжения.