Реторта для непрерывной термопереработки измельченного древесного сырья

Полезная модель относится к области термической переработки измельченной древесины и может быть использована в устройствах для непрерывной термопереработки измельченного древесного сырья. Техническая задача полезной модели - создание транспортабельной реторты для пиролиза древесины, обладающей высокой удельной производительностью за счет интенсификации тепло- и массообмена, снижением габаритов пиролизного аппарата и металлоемкости. Реторта включает реактор 1, узел загрузки 2 измельченной древесины в реактор 1, участок 3 проведения пиролиза сырья, топочное устройство 4 и узел 5 отбора парогазов. Корпус реактора 1 установлен горизонтально, содержит горизонтальный канал 6 постоянного сечения, который снабжен смонтированным в его начале узлом 7 подпрессовки измельченного древесного сырья с образованием плотных, но газопроницаемых слоев в виде монолитов из древесных частиц, выполняющих одновременно роль фильтров для теплоносителя и парогазов, при этом узел 5 отбора парогазов пиролиза и отработанного теплоносителя расположен в средней части канала 6 и выполнен в виде коллектора с горизонтальными прорезями 8, а горизонтальный канал 6 заканчивается топочным устройством 4. Измельченная древесина непрерывно поступает через узел загрузки 2 в реактор 1. В начале горизонтального канала 6 с помощью шнека 9 узла 7 измельченная древесина подпрессовывается с образованием плотных, но газопроницаемых слоев в виде монолитов из древесных частиц, выполняющих одновременно роль фильтров для теплоносителя и парогазов. Образующиеся в процессе термического разложения парогазы пиролиза выходят из реторты через коллектор узла 5. Противотоком подачи сырью осуществляется подача газового теплоносителя из топочного устройства 4. Теплоноситель формируется из топочных газов и неконденсирующихся газов пиролиза. Образующийся в результате пиролиза уголь выталкивается из реторты шнеком 10 в приемник 11 угля. 2 п.ф-лы, 1 нез. п.

Полезная модель относится к области термической переработки измельченной древесины и может быть использована в устройствах для непрерывной термопереработки измельченного древесного сырья.

Известны способы термической переработки измельченной древесины в ретортах и газогенераторах шахтного типа. Недостатком известных способов является то, что процесс термической переработки протекает с малой относительной скоростью газового теплоносителя, т.к. при увеличении ее происходит механический унос частиц древесины из реторты вместе с летучими парогазовыми продуктами термолиза, кроме того на газогенераторных установках не предусмотрено получение угля в качестве товарного продукта.

Известен способ производства древесного угля и установка для производства древесного угля (RU N 2166527, С10В 53/02, опуб. 02.01.2000). Установка в виде реторты представляет собой цилиндрическую камеру, устанавливаемую вертикально, с переходом в нижней части в конус. Условно реторту по высоте можно разделить на три части: верхнюю, предназначенную для сушки древесины, среднюю (расширенную), где происходит пиролиз и прокалка угля, нижнюю - зону охлаждения угля. В промежутке между верхней и средней зонами расположено топочное устройство, куда при помощи газодувки подают горячие газы пиролиза, отбираемые с низа средней части реторты (зоны пиролиза), а также воздух для горения парогазов. В верхней части реторта снабжена устройством для загрузки древесины, в нижней - устройством для выгрузки угля.

Недостатком известной реторты является расположение топочного устройства между зоной пиролиза и зоной сушки древесины. Частично сгоревшие

парогазы из топочного устройства подаются в реторту на слой древесины, прогретый длишь до 100 С, что исключает продолжение горения и приводит к погасанию факела. Температура в зоне пиролиза реторты поэтому не превышает 500°С, что снижает производительность установки, не позволяет получить качественный уголь из-за недостаточного его прокаливания и исключает возможность переработки древесины влажностью выше 35%.

Известен аппарат, представляющий собой механизированную печь, состоящую из загрузочного устройства, шахты, приспособления для отбора угля и топочного устройства с горелками, позволяющий получать продукт-древесный уголь улучшенного качества с меньшим содержанием летучих веществ.(А.С. СССР №346327, МКИ С10В 3/00, опуб. 28.07.1972 - прототип).

Однако и этот аппарат имеет существенные недостатки, присущие аппаратам с внутренним нагревом и движущимся слоем под действием собственной массы, т.к. это ограничивает линейную скорость газового теплоносителя и парогазов пиролиза в шахте, ввиду уноса частиц перерабатываемого сырья в конденсационную систему. В свою очередь, вынужденное снижение линейной скорости теплоносителя в шахте аппарата резко снижает удельную производительность аппарата ввиду низких значений коэффициентов теплообмена между теплоносителем и сырьем в аппарате.

Техническая задача полезной модели - создание транспортабельной реторты для пиролиза древесины, обладающей высокой удельной производительностью за счет интенсификации тепло- и массообмена, снижением габаритов пиролизного аппарата и металлоемкости.

Поставленная задача достигается тем, что в реторте для непрерывной термопереработки измельченного древесного сырья путем пиролиза при противоточной подаче в перерабатываемую древесину газового теплоносителя, включающей реактор, узел загрузки измельченной древесины в реактор, участок проведения пиролиза сырья, топочное устройство и узел

отбора парогазов, - корпус реактора установлен горизонтально, содержит горизонтальный канал постоянного сечения, который снабжен смонтированным в его начале узлом подпрессовки измельченного древесного сырья с образованием плотных, но газопроницаемых слоев в виде монолитов из древесных частиц, выполняющих одновременно роль фильтров для теплоносителя и парогазов, при этом узел отбора парогазов пиролиза и отработанного теплоносителя расположен в средней части канала и выполнен в виде коллектора с горизонтальными прорезями, а горизонтальный канал заканчивается топочным устройством, при этом движущиеся части реторты расположены в зонах наиболее низких температур.

Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:

- корпус реактора установлен горизонтально, содержит горизонтальный канал постоянного сечения;

- горизонтальный канал снабжен смонтированным в его начале узлом подпрессовки измельченного древесного сырья с образованием плотных, но газопроницаемых слоев в виде монолитов из древесных частиц, выполняющих одновременно роль фильтров для теплоносителя и парогазов;

- узел отбора парогазов пиролиза и отработанного теплоносителя расположен в средней части канала и выполнен в виде коллектора с горизонтальными прорезями;

- горизонтальный канал заканчивается топочным устройством;

- движущиеся части реторты расположены в зонах наиболее низких температур.

Это позволяет создать транспортабельную реторту для пиролиза древесины, обладающую высокой удельной производительностью, снижением габаритов пиролизного аппарата и металлоемкости.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений с указанной совокупностью отличительных признаков.

Полезная модель применима и будет использована в отрасли в 2008 г.

На фиг. изображена схема реторты для непрерывной термопереработки измельченного древесного сырья.

В таблице представлены экспериментальные данные пиролиза измельченной древесины (березовой щепы) в заявленной реторте.

Реторта для непрерывной термопереработки измельченного древесного сырья путем пиролиза при противоточной подаче в перерабатываемую древесину газового теплоносителя, включает реактор 1, узел загрузки 2 измельченной древесины в реактор 1, участок 3 проведения пиролиза сырья, топочное устройство 4 и узел 5 отбора парогазов. Корпус реактора 1 установлен горизонтально, содержит горизонтальный канал 6 постоянного сечения, который снабжен смонтированным в его начале узлом 7 подпрессовки измельченного древесного сырья с образованием плотных, но газопроницаемых слоев в виде монолитов из древесных частиц, выполняющих одновременно роль фильтров для теплоносителя и парогазов, при этом узел 5 отбора парогазов пиролиза и отработанного теплоносителя расположен в средней части канала 6 и выполнен в виде коллектора с горизонтальными прорезями 8, а канал 6 заканчивается топочным устройством 4. Движущиеся части реторты, а именно, шнеки 9 и 10 соответственно узла 7 подпрессовки измельченного древесного сырья и для выгрузки из реторты готового древесного угля расположены в зонах наиболее низких температур. Для готового угля в устройстве имеется приемник 11.

Реторта работает следующим образом.

Измельченная древесина непрерывно поступает через узел загрузки 2 в реактор 1. В начале горизонтального канала 6 с помощью шнека 9 узла 7 измельченная древесина подпрессовывается с образованием плотных, но газопроницаемых слоев в виде монолитов из древесных частиц, выполняющих одновременно роль фильтров для теплоносителя и парогазов. Образующиеся в процессе термического разложения парогазы пиролиза выходят из реторты через коллектор узла 5. Противотоком подачи сырью осуществляется подача газового теплоносителя из топочного устройства 4.

Теплоноситель формируется из топочных газов и неконденсирующихся газов пиролиза. Образующийся в результате пиролиза уголь выталкивается из реторты шнеком 10 в приемник 11 угля.

Выполнение подпрессованных слоев и проведение пиролиза в образуемых непрерывно подпрессованных слоях исключает механический унос твердых частиц сырья и позволяет сократить время пиролиза измельченной древесины за счет интенсификации процессов тепло- и массообмена путем возможности увеличения скорости движения газового теплоносителя в слое пиролизуемого материала выше ее критического значения (скорости псевдоожижения), а также - минимально сократить время пребывание парогазов в зоне реакционного пространства, что обеспечивает уменьшение вторичных реакций крекинга жидких продуктов в газовой фазе. Заявленная реторта для пиролиза древесины транспортабельна, обладает высокой удельной производительностью за счет интенсификации тепло- и массообмена, снижением габаритов пиролизного аппарата и металлоемкости.

1. Реторта для непрерывной термопереработки измельченного древесного сырья путем пиролиза при противоточной подаче в перерабатываемую древесину газового теплоносителя, включающая реактор, узел загрузки измельченной древесины в реактор, участок проведения пиролиза сырья, топочное устройство и узел отбора парогазов, отличающаяся тем, что корпус реактора установлен горизонтально, содержит горизонтальный канал постоянного сечения, который снабжен смонтированным в его начале узлом подпрессовки измельченного древесного сырья с образованием плотных, но газопроницаемых слоев в виде монолитов из древесных частиц, выполняющих одновременно роль фильтров для теплоносителя и парогазов, при этом узел отбора парогазов пиролиза и отработанного теплоносителя расположен в средней части канала и выполнен в виде коллектора с горизонтальными прорезями, а горизонтальный канал заканчивается топочным устройством.

2. Реторта по п.1, отличающаяся тем, что ее движущиеся части расположены в зонах наиболее низких температур.