RU2366685C2

RU2366685C2 - Furnace for wood waste pyrolysis

Info

Publication number: RU2366685C2
Application number: RU2007137213/15A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Цыплаков (RU); Владимир Владимирович Цыплаков; Дмитрий Валерьевич Цыбаев (RU); Дмитрий Валерьевич Цыбаев; Денис Евгеньевич Горбунов (RU); Денис Евгеньевич Горбунов
Original assignee: Владимир Владимирович Цыплаков; Дмитрий Валерьевич Цыбаев; Денис Евгеньевич Горбунов
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2009-09-10
Also published as: RU2007137213A

Abstract

FIELD: heating. ^ SUBSTANCE: furnace for wood waste pyrolysis includes burner, retort, heat supply and furnace gas outlet pipes. The retort is enameled from inside. ^ EFFECT: reduced heat exchange of retort with environment, accelerated pyrolysis process, improved performance of wood carbonisation furnace. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к печам, в частности к печам пиролиза, и используется для получения древесного угля высокого качества.The invention relates to furnaces, in particular to pyrolysis furnaces, and is used to produce high-quality charcoal.

Известна печь, включающая разделенные воздушной полостью наружный изоляционный кожух и внутренний корпус, выполненный из металла высокой теплопроводности и снабженный загрузочной дверью (патент РФ №2151785, МПК С10В 53/02). Недостаток этой печи заключается в том, что теплоизолирующий материал в виде кожуха, отделенного от камеры сгорания воздушной прослойкой, не обеспечивает снижения теплообмена реторты с окружающей средой.A known furnace, including an outer insulating casing separated by an air cavity and an inner casing made of metal of high thermal conductivity and equipped with a loading door (RF patent No. 2151785, IPC СВВ 53/02). The disadvantage of this furnace is that the heat-insulating material in the form of a casing, separated from the combustion chamber by an air gap, does not reduce the heat exchange of the retort with the environment.

Известна углевыжигательная печь, включающая разделенные воздушной полостью корпус, снабженный в нижней части закрываемыми отверстиями и в торце загрузочной дверью, и наружный теплоизолирующий кожух (патент РФ №2012590, МПК С10В 53/02). Недостатком данной печи является наличие теплоизолирующего кожуха, который не обеспечивает увеличение производительности печи.A well-known charcoal burning furnace, comprising a housing separated by an air cavity, provided at the bottom with lockable openings and at the end of the loading door, and an external heat-insulating casing (RF patent No. 20152590, IPC СВВ 53/02). The disadvantage of this furnace is the presence of a heat insulating casing, which does not provide an increase in the productivity of the furnace.

Технической задачей изобретения является уменьшение теплообмена реторты с окружающей средой, ускорение процесса пиролиза и увеличение производительности углевыжигательной печи.An object of the invention is to reduce the heat exchange of the retort with the environment, accelerating the pyrolysis process and increasing the productivity of the charcoal kiln.

Эта задача достигается тем, что в печи для пиролиза древесных отходов, содержащей топку, трубы для подвода тепла и отвода печных газов, согласно изобретению внутренняя часть стенки реторты покрыта эмалью.This task is achieved by the fact that in the furnace for pyrolysis of wood waste containing a furnace, pipes for supplying heat and removing furnace gases, according to the invention, the inner part of the wall of the retort is coated with enamel.

В отличие от аналога и прототипа благодаря использованию эмали, которой покрывается внутренняя часть стенки реторты, достигается уменьшение теплообмена камеры сгорания с окружающей средой, с одновременным ускорением процесса пиролиза.In contrast to the analogue and prototype, through the use of enamel, which covers the inner part of the retort wall, a decrease in the heat exchange of the combustion chamber with the environment is achieved, while accelerating the pyrolysis process.

Достижение этих эффектов осуществляется следующим путем. Как известно, средняя теплопроводность для низколегированных сталей около 25-35 Вт/(м*К), а эмали - около 1-2 Вт/(м*К), а это означает, что при нанесении эмали на металл теплопроводность многократно уменьшается. При работе установки об уменьшении теплопроводности реторты так же можно судить по уменьшению количества необходимого топлива для достижения и поддержания температуры пиролиза, о чем свидетельствует чертеж. Как видно из чертежа, для достижения периода экзотермического распада, находящегося в температурном пределе от 275°С до 295°C, требуется меньшее количество времени. В связи с особенностями процесса пиролиза это позволяет задержаться в угле большему количеству химически связанной воды. Благодаря снижению теплообмена для поддержания вышеуказанной температуры в реторте необходимо вводить меньшее количество парогазовой смеси, что положительно сказывается на характеристиках угля, а так же способствует увеличению массы готового угля на 3-6%. Общее время полного цикла пиролиза при этом сокращается примерно в 1,3 раза при незначительном увеличении времени остывания угля. Соответственно при эксплуатации печи, покрытой эмалью, увеличивается как производительность за 1 полный цикл пиролиза, так и месячная производительность установки на 1-2 цикла, за счет уменьшения времени одного полного цикла пиролиза.The achievement of these effects is carried out in the following way. As you know, the average thermal conductivity for low alloy steels is about 25-35 W / (m * K), and enamel is about 1-2 W / (m * K), which means that when applying enamel to a metal, thermal conductivity is many times reduced. When the installation is working, the decrease in the thermal conductivity of the retort can also be judged by the decrease in the amount of fuel needed to achieve and maintain the pyrolysis temperature, as evidenced by the drawing. As can be seen from the drawing, to achieve a period of exothermic decomposition, which is in the temperature range from 275 ° C to 295 ° C, less time is required. Due to the peculiarities of the pyrolysis process, this allows more chemically bound water to linger in the coal. Due to the reduction of heat transfer, in order to maintain the above temperature in the retort, it is necessary to introduce a smaller amount of gas-vapor mixture, which positively affects the characteristics of coal, and also contributes to an increase in the mass of finished coal by 3-6%. The total time of the full pyrolysis cycle is reduced by about 1.3 times with a slight increase in the cooling time of coal. Accordingly, during operation of an enamel-coated furnace, productivity increases for 1 full pyrolysis cycle, as well as monthly plant productivity by 1-2 cycles, by reducing the time of one full pyrolysis cycle.

Выбор эмали осуществляется исходя из 2-х критериев: температурная устойчивость эмали (должна превышать температуру пиролиза) и коэффициент термического расширения (КТР) (должен быть близок КТР основного материала).Enamel is selected based on 2 criteria: thermal stability of the enamel (should exceed the pyrolysis temperature) and thermal expansion coefficient (CTE) (should be close to the CTE of the base material).

Так как процесс пиролиза древесины, как правило, проходит при температуре не превышающей 550°С, то необходимо применять эмали с температурой стойкости не менее 650-700°С.Since the process of wood pyrolysis, as a rule, takes place at a temperature not exceeding 550 ° C, it is necessary to use enamels with a resistance temperature of at least 650-700 ° C.

Большинство печей для пиролиза древесины изготавливаются из различных низколегированных сталей, следовательно, необходимо выбирать эмаль с отношением КТР эмалевого покрытия к КТР основного металла, равным 1:1,3-1,5. Исходя из малой разницы в коэффициентах термического расширения эмали и основного металла, можно сделать вывод, что растрескивания и отслаивания эмали при охлаждении и нагреве возникать не будет.Most wood pyrolysis furnaces are made of various low-alloy steels; therefore, it is necessary to choose enamel with the ratio of KTP of the enamel coating to KTP of the base metal equal to 1: 1.3-1.5. Based on the small difference in the thermal expansion coefficients of the enamel and the base metal, we can conclude that cracking and delamination of the enamel will not occur during cooling and heating.

Claims

A furnace for pyrolysis of wood waste, containing a furnace, retort, pipes for supplying heat and removal of furnace gases, characterized in that the retort is coated with enamel from the inside.