Способ сжигания древесных отходов и устройство для его осуществления с камерой сгорания и способом футеровки

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для сжигания влажного топлива, а именно отходов деревообрабатывающих производств, например обрезки бревен, шпона, фанеры, окор, "карандаши", в том числе в пропаренном состоянии. Применение изобретения позволяет эффективно утилизировать отходы деревообрабатывающих производств без предварительной их обработки прямо "с конвейера" и при этом эффективно аккумулировать тепло для использования его как в быту, так и в производстве. Это достигается тем, что способ сжигания древесных отходов с утилизацией тепла, который включает подачу топлива в загрузочное отверстие камеры сгорания, его розжиг с подачей воздуха в камеру сгорания, вывод дымовых газов через расширительную камеру, теплообменник, экономайзер, циклон и дымосос регулируемым вытяжным потоком воздуха, предусматривает подачу воздуха в камеру сгорания двумя потоками - сверху через загрузочное отверстие и непосредственно в зону горения через воздухозаборный канал. Направление потока воздуха в зоне горения составляет угол от 0 до 90^o с направлением загрузки топлива в камеру сгорания. Тепло на производственные и другие нужды отбирается теплоносителем, проходящим последовательно по трубам экономайзера и теплообменника встречным (по отношению к направлению движения дымовых газов) потоком. При этом режим движения потока дымовых газов при прохождении через теплообменник поддерживают ламинарным, а при прохождении через экономайзер - турбулентным. Очистка дымовых газов от твердых частиц происходит в два этапа: вначале на первой стадии теплосъема и затем после теплосъема. Устройство для сжигания древесных отходов (теплогенератор), состоящее из камеры сгорания с загрузочным отверстием в верхней части, расширительной камеры, камеры теплообменника, камеры экономайзера и регулируемого вытяжного устройства, имеет регулируемое вытяжное устройство, состоящее из вытяжной трубы, циклона, дымососа с регулируемой производительностью и шиберов, а камера сгорания и расширительная камера представляют собой коробчатые металлические конструкции пирамидальной формы с наклоном боковых стенок от 65 до 85^o, имеющие снаружи ребра жесткости, а изнутри облицованы теплоизоляционным материалом и разделены вертикальной кладкой с отверстием для прохода дымовых газов. Камера сгорания представляет собой усеченную пирамиду, вершина которой направлена вниз, с загрузочным отверстием в верхней части, воздухозаборным каналом и отверстием для прохода дымовых газов внизу, причем стенка с отверстием примыкает к расширительной камере и расположена вертикально. Углы наклона остальных стенок относительно горизонтали составляют от 65 до 85^o. Воздухозаборный канал расположен непосредственно в зоне горения. Конструкция пирамидальной формы выполнена из металла и изнутри облицована теплоизоляционным материалом, а вертикальная стенка в месте соединения с расширительной камерой выполнена в виде кирпичной кладки с отверстием. При этом камера сгорания делится на две зоны объемом V₁ и V₂, отношение между которыми удовлетворяет условию V₂/ V₁ 10, где V₁ - объем зоны горения, ограниченный сверху горизонтальной плоскостью, расположенной на уровне верхнего края отверстия для выхода продуктов горения; V₂ - объем зоны сушки и частичного пиролиза топлива, расположенной над зоной горения. В способе футеровки, включающем крепление сваркой опорных планок к наклонной металлической стенке конструкции и размещение на них теплоизоляционного материала, размещение теплоизоляционного материала в виде кирпичей производится из условия, что горизонтальная проекция центра тяжести кирпича находится дальше от вершины угла наклона металлической стенки, чем горизонтальная проекция крайней точки опоры кирпича на опорную планку. 4 с. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для сжигания влажного топлива, а именно отходов деревообрабатывающих производств, например обрезки бревен, шпона, фанеры, окор, "карандаши" в том числе, в пропаренном состоянии с целью утилизации тепла для производственных и бытовых нужд.

Известен способ сжигания топлива, который включает размещение топлива и его продувку поперечными тонкими струями окислителя при перемещении топлива в вертикальной шахте. Однако, такой способ сжигания твердого топлива неприемлем для сжигания древесных отходов, особенно влажного топлива. См. описание к авторскому свидетельству СССР 195529, опубл. 04.05.67, бюл. 10.

Известен также способ сжигания древесных отходов с утилизацией тепла в вертикальной печи, который включает подачу топлива в верхнюю часть печи и вывод золы из нижней части печи, подачу воздуха в верхнюю и нижнюю части печи и вывод продуктов сгорания из средней части печи, при этом сверху продувку осуществляют подогретым воздухом. Однако такой способ сжигания требует предварительного измельчения и сушки твердого топлива. См. описание к авторскому свидетельству СССР 1314190, опубл. 30.05.87, бюл. 20.

Известен из описания к патенту, взятый за прототип, способ сжигания древесных отходов с утилизацией тепла, который включает подачу топлива в камеру сгорания через загрузочный бункер шахтного типа, размещенный над камерой сгорания; розжиг топлива и его последующее сжигание с одновременной фронтальной, боковой и нижней подачей подогретого воздуха в камеру сгорания за счет принудительного вытяжного потока воздуха; вывод продуктов сгорания последовательно через расширительную камеру, выпускную трубу и регулируемое вытяжное устройство, удаление золы из нижней части расширительной камеры. См. описание к патенту RU 2134838, опубл. 20. 08.99, бюл. 23. Хотя этот способ наиболее приемлем для сжигания древесных отходов и может использоваться в лесосушильных установках или для обогрева помещений и т.д., его использование предполагает изготовление довольно сложной конструкции для обеспечения подачи подогретого воздуха по многочисленным трубкам, расположенным в стенках конструкции.

Известно устройство (теплогенератор) для сжигания влажного многозольного топлива с утилизацией тепла, содержащее камеру сгорания с колосниковыми решетками, сообщенную верхней частью с сушильными шахтами, подключенными к газоходу через поворотные жалюзи для увеличения эффективности и экономичности сушки. См. описание к авторскому свидетельству СССР 951001, опубл. 15.08.82, бюл. 30. Однако такая конструкция сложна и требует предварительного измельчения топлива, что связано с большими затратами энергии.

Известно устройство (теплогенератор) для сжигания древесного топлива с утилизацией тепла, состоящее из камеры сгорания с колосниковой решеткой и вертикальной перегородкой из отдельных секций, установленных с зазором относительно друг друга, при этом камера сгорания отделена от конвективного газохода водоохлаждаемой перегородкой. См. описание к авторскому свидетельству СССР 1726894, опубл. 15.04.92, бюл. 14. Данное устройство имеет более простую конструкцию, однако, неприменимо для сжигания влажных отходов деревообрабатывающих производств (обрезки бревен, шпона, фанеры, окор, "карандаши" и т.д. в пропаренном состоянии).

Известно устройство (теплогенератор) для сжигания древесных отходов с утилизацией тепла, взятое за прототип, состоящее из загрузочного бункера шахтного типа, размещенного над камерой сгорания, камеры сгорания и расширительной камеры, средств подачи подогретого воздуха через расширительную камеру и регулируемого вытяжного устройства с впускной трубой. См. описание к патенту RU 2134838, опубл. 20.08.99, бюл. 23. Данное устройство приспособлено для сжигания влажных отходов деревообрабатывающих производств (обрезки бревен, шпона, фанеры, окор, "карандаши" и т.д. в пропаренном состоянии). Однако, такое устройство сложно в изготовлении, в частности, из-за многочисленных трубок для обеспечения подачи подогретого воздуха, расположенных в стенках конструкции. Профилактические работы, связанные с ремонтом и обслуживанием, предполагают большие материальные затраты, длительность ремонтно-восстановительных работ. Применение высокотемпературной керамики приводит к удорожанию конструкции.

Известна камера сгорания с газоходами и с колосниковой решеткой, при этом камера сгорания снабжена воздуховодами, газовыпускным окном и зольными отверстиями. См. описание к авторскому свидетельству СССР 951001, опубл. 15.08.82, бюл. 30. Однако такая конструкция сложна в изготовлении и ремонте, а также предполагает предварительное измельчение топлива.

Известна взятая за прототип камера сгорания с расположенным над ней загрузочным бункером шахтного типа, в стенках которой расположены трубки для фронтальной, боковой и нижней подачи нагретого воздуха. При этом камера сгорания снабжена регулируемым вытяжным устройством. См. описание к патенту RU 2134838, опубл. 20.08.99, бюл. 23. Данное устройство имеет более простую конструкцию и приспособлено для сжигания древесного топлива, причем обеспечивает частичную просушку и пиролиз находящегося в загрузочном бункере топлива. Однако, камера сгорания сложна в изготовлении из-за наличия трубок в стенках для подачи нагретого воздуха. Профилактические работы, связанные с ремонтом и обслуживанием, предполагают большие материальные затраты, фактически, полную перекладку камеры. Применение высокотемпературной керамики приводит к ее удорожанию. Кроме того, небольшой размер загрузочного бункера не может обеспечить полной просушки древесного топлива с высокой влажностью (пропаренного) и непрерывную самопроизвольную подачу высушенного топлива в зону горения.

Известен способ обкладки (футеровки) камер сгорания, включающий размещение теплоизоляционного материала и крепление его к металлическому кожуху через крепежные элементы шпильками. См. описание к авторскому свидетельству СССР 157037, 1959 г. Однако, такой способ трудоемок и малоэффективен (не обеспечивает долговечности футеровки).

Известен взятый за прототип способ футеровки, включающий крепление сваркой уголков к металлическому кожуху, размещение на нем теплоизоляционного материала с креплением его при помощи хомутов с образованием полостей, которые затем заполняют раствором. См. описание к авторскому свидетельству СССР 313027, опубл. 31.08.71, бюл. 26. Такой способ обеспечивает высокую надежность крепления, однако, приводит к получению неразборной конструкции, отдельные элементы которой невозможно заменить при деформации или частичном разрушении теплоизоляционного материала при эксплуатации. Это обуславливает высокую стоимость ремонта из-за необходимости полной разборки и замены всей футеровки.

Задачей, на решение которой направлено группа изобретений, является упрощение и удешевление конструкции, повышение ее надежности, повышение экологической чистоты при эксплуатации подобных установок и способов, их реализующих.

Ожидаемый технический результат заключается в простоте обслуживания и ремонта, повышении надежности конструкции, экономии за счет применения более дешевого материала при изготовлении теплообменника, исключении применения связующего при футеровке, обеспечении экологической чистоты за счет снижения выбросов твердых продуктов сгорания.

Это достигается тем, что способ сжигания древесных отходов с утилизацией тепла, который включает подачу топлива в загрузочное отверстие камеры сгорания, его розжиг с подачей воздуха в камеру сгорания, вывод дымовых газов через расширительную камеру, теплообменник, экономайзер, циклон и дымосос регулируемым вытяжным потоком воздуха, дополнительно предусматривает подачу воздуха в камеру сгорания двумя потоками - сверху через загрузочное отверстие и непосредственно в зону горения через воздухозаборный канал. Направление потока воздуха в зоне горения составляет угол 0-90^o с направлением загрузки топлива в камеру сгорания. Тепло на производственные и другие нужды отбирается теплоносителем, проходящим последовательно по трубам экономайзера и теплообменника встречным (по отношению к направлению движения дымовых газов) потоком. При этом режим движения потока дымовых газов при прохождении через теплообменник поддерживают ламинарным (Re <2000, где Re - число Рейнольдса), а при прохождении через экономайзер - турбулентным. Очистка дымовых газов от твердых частиц происходит в два этапа: вначале на первой стадии теплосъема и затем после теплосъема.

Это достигается тем, что устройство для сжигания древесных отходов (теплогенератор), состоящее из камеры сгорания с загрузочным отверстием в верхней части, расширительной камеры, камеры теплообменника, камеры экономайзера и регулируемого вытяжного устройства, имеет регулируемое вытяжное устройство, состоящее из вытяжной трубы, циклона, дымососа с регулируемой производительностью и шиберов, а камера сгорания и расширительная камера представляют собой коробчатые металлические конструкции пирамидальной формы с наклоном боковых стенок 65-85^o, имеющие снаружи ребра жесткости, а изнутри облицованы теплоизоляционным материалом и разделены вертикальной кладкой с отверстием для прохода дымовых газов.

Это достигается тем, что камера сгорания представляет собой усеченную пирамиду, вершина которой направлена вниз, с загрузочным отверстием в верхней части, воздухозаборным каналом и отверстием для прохода дымовых газов внизу, причем стенка с отверстием примыкает к расширительной камере и расположена вертикально. Углы наклона остальных стенок относительно горизонтали составляют 65-85^o. Воздухозаборный канал примыкает непосредственно к зоне горения. В конкретном исполнении воздухозаборный канал расположен напротив отверстия для выхода дымовых газов на противоположной стенке камеры сгорания. Конструкция пирамидальной формы выполнена из металла и изнутри облицована теплоизоляционным материалом, а вертикальная стенка в месте соединения с расширительной камерой выполнена в виде кирпичной кладки с отверстием. При этом камера сгорания делится на две зоны объемом V₁ и V₂, отношение между которыми удовлетворяет условию V₂/V₁ 10, где V₁ - объем зоны горения, ограниченный сверху горизонтальной плоскостью, расположенной на уровне верхнего края отверстия для выхода дымовых газов; V₂ - объем зоны сушки и частичного пиролиза топлива, расположенной над зоной горения. Кроме того, это достигается тем, что загрузочное отверстие расположено в плоскости, перпендикулярной наклонной плоскости с боковым отверстием, и снабжено крышкой, а наклонные боковые поверхности имеют ребра жесткости.

Это достигается тем, что способ футеровки включает крепление сваркой опорных планок к наклонной металлической стенке конструкции и размещение на них теплоизоляционного материала. При этом размещение теплоизоляционного материала в виде кирпичей производится из условия, что горизонтальная проекция центра тяжести кирпича находится дальше от вершины угла наклона металлической стенки, чем горизонтальная проекция крайней точки опоры кирпича на опорную планку. Опорные планки могут быть выполнены в виде уголков. Кроме того, это достигается тем, что теплоизоляционный материал выполнен, в том числе, из шамотного кирпича, крепление опорных планок к облицовке выполнено с шагом по горизонтали, имеющим промежутки меньше, чем опорная сторона теплоизоляционного материала, а размещение теплоизоляционного материала в виде кирпичей на опорных планках осуществляют меньшей стороной кирпича.

На фиг.1 изображен общий вид устройства.

На фиг.2 - выносной элемент обкладки устройств облицовочным материалом в увеличенном масштабе.

Для удобства описания сведений, подтверждающих возможность осуществления группы изобретений, предлагается начать описание этого раздела с устройств, а именно, с камеры сгорания. В конкретном исполнении камера сгорания 1 представляет собой усеченную пирамиду прямоугольного сечения, вершина которой направлена вниз. Загрузочное отверстие 2 расположено сверху и имеет крышку 3. Камера сгорания 1 имеет воздухозаборный канал 4 для боковой подачи воздуха, который расположен напротив отверстия 5. Расход воздуха через воздухозаборный канал 4 регулируется шибером 6. При этом камера сгорания делится на две зоны объемом V₁ и V₂, отношение между которыми удовлетворяет условию V₂/V₁ 10, где V₁ - объем зоны горения, ограниченный сверху горизонтальной плоскостью, расположенной на уровне верхнего края отверстия для выхода дымовых газов; V₂ - объем зоны сушки и частичного пиролиза топлива, расположенной над зоной горения. Наклонные стенки камеры сгорания выполнены из металла и изнутри облицованы теплоизоляционным материалом, а вертикальная стенка 7, расположенная напротив воздухозаборного канала 4, представляет собой кирпичную кладку с отверстием 5. Камера сгорания работает следующим образом. В зону сушки 8 через загрузочное отверстие 2 загружают твердое топливо 9, как правило, это отходы деревообработки: обрезки бревен, шпона, фанеры, окор, "карандаши". Причем почти все отходы деревообработки в "пропаренном" состоянии, т.е. с большим содержанием влаги. Розжиг производится от внешнего источника горения (спички и т.д.). За счет того, что направления подачи топлива и вывода дымовых газов из камеры сгорания не совпадают, в первую очередь сгорают нижние слои топлива, а верхние подсушиваются. По мере сгорания нижних слоев верхние под действием силы тяжести опускаются и поддерживают горение на одном уровне. При загрузке новой порции топлива через загрузочное отверстие 2 режим горения не меняется, т.к. новая порция не контактирует с зоной горения. Продукты частичного пиролиза древесины от теплового излучения засасываются вниз и проходят сквозь пламя, где и сгорают. Воздух засасывается частично через загрузочное отверстие 2, частично через регулируемый шибером 6 воздухозаборный канал 4.

В большинстве известных камер сгорания пламя направлено снизу вверх, а подача топлива производится сверху вниз, и новая порция топлива практически тушит пламя. При этом нарушается структура горящего слоя, резко увеличивается задымление, снижается температура горения и падает кпд.

Устройство для сжигания древесных отходов (теплогенератор) представляет собой металлическую коробчатую конструкцию и состоит из камеры сгорания 1, расширительной камеры 10, теплообменной камеры 11 с теплообменником 12, камеры экономайзера 13 с экономайзером 14 и вытяжного устройства, состоящего из вытяжной трубы 15 с шибером 16, циклона 17 (например, марки СЦН-40) и дымососа с регулируемой производительностью (например, марки ДН) 18 с шибером 19. Устройство для сжигания древесных отходов изготавливают в следующей последовательности: Из стальных листов с помощью сварки изготавливают камеру сгорания 1 вместе с расширительной камерой 10 и монтируют на их внутренних поверхностях футеровку. Отдельно также из стальных листов с помощью сварки изготавливают теплообменную камеру 11 и камеру экономайзера 13, монтируют на них переходные фланцы (на чертежах не показаны), затем устанавливают трубы теплообменника и экономайзера. Далее через асбестовые прокладки болтами (на чертежах не показаны) прикрепляют вначале теплообменную камеру 11 к расширительной камере 10, и затем к теплообменной камере 11 камеру экономайзера 13. Устройство для сжигания древесных отходов работает следующим образом. Дымовые газы из камеры сгорания 1 через отверстие 5 попадают в расширительную камеру 10, горизонтальное сечение которой на границе с теплообменником достаточно велико для обеспечения ламинарности (Re <2000, где Re - число Рейнольдса) потока дымовых газов при прохождении теплообменника. При этом дымовые газы проходят первичную самоочистку от крупных (более 0,1 мм) частиц, поскольку скорость их движения падает до значения менее 1 м/с. За счет ламинарного движения дымовых газов снижаются термические напряжения в теплообменнике, что дает возможность использовать оребренные трубы с повышенной (по сравнению с гладкими трубами) эффективностью теплообмена. Тепло на производственные и другие нужды отбирается теплоносителем, проходящим последовательно по трубам экономайзера и теплообменника встречным (по отношению к направлению движения дымовых газов) потоком. Из теплообменной камеры 11 дымовые газы выходят с температурой 300-400^oС, из камеры экономайзера 13 - с температурой 80-100^oС. Пройдя окончательную очистку в циклоне 17, через дымосос 18 дымовые газы уходят через дымовую трубу. Плановое окончание горения осуществляется путем прекращения подачи топлива в камеру сгорания и отключения дымососа 18 после полного прогорания углей. Аварийное прерывание горения производится за счет отключения дымососа и перекрывания шиберов 6, 16 и 19.

В известных теплообменниках обдув труб теплообменника продуктами горения происходит в турбулентном режиме для увеличения теплопередачи через стенки труб, что приводит к появлению значительных термических напряжений в теплообменнике и невозможности использования оребренных труб. В нашем случае обдув дымовыми газами труб теплообменника в ламинарном режиме значительно уменьшает термические напряжения, что позволяет использовать оребренные трубы с большей эффективностью теплосъема и за счет этого значительно снизить стоимость конструкции. В экономайзере для более полного отбора тепла устанавливают турбулентный режим движения дымовых газов (их температура составляет менее 400^oС, поэтому влиянием термических напряжений на прочность конструкции можно пренебречь). Расширительная камера 10, теплообменная камера 11 и камера экономайзера 13 выполнены из листовой стали (Лист Ст3, ГОСТ 14637-89), кирпичная кладка выполнена из шамотного кирпича (ГОСТ 390-83) без использования связующего. Трубы теплообменника и экономайзера (ГОСТ 98583-75) изготовлены из чугуна, соединительные части (ГОСТ 5525 -88) к ним также чугунные.

На практике реализация предложенного способа сжигания древесных отходов и утилизации тепла осуществляется следующим образом. В камеру сгорания 1 помещают твердое топливо в виде отходов деревообрабатывающих производств (например, обрезки бревен, шпона, фанеры, окор, "карандаши", в том числе в пропаренном состоянии). Затем производят его розжиг с подачей воздуха в верхнюю и нижнюю части камеры сгорания и (последующий) вывод дымовых газов через расширительную камеру 10, теплообменную камеру 11 и камеру экономайзера 13 регулируемым вытяжным потоком воздуха. Воздух, попадающий в камеру сгорания через загрузочное отверстие 2, проходит через слой топлива, унося в зону горения продукты частичного пиролиза, которые там сгорают. При заданном уровне мощности (теплопроизводительности) печи, которая определяется величиной исходящего потока дымовых газов (регулируется производительностью дымососа 18 и положением шиберов 6 и 19), режим горения, т.е. полнота сгорания древесных отходов, определяется соотношением потоков воздуха сверху через загрузочное отверстие 2 и через воздухозаборный канал 4 с шибером 6. При этом соотношение потоков регулируют исходя из следующего: при увеличении потока воздуха через загрузочное отверстие 2 объем зоны горения увеличивается, содержание кислорода в зоне горения снижается и, как следствие, увеличивается концентрация окиси углерода СО в дымовых газах. При увеличении потока воздуха, поступающего через воздухозаборный канал 4, объем зоны горения уменьшается и, соответственно, снижается содержание СО, но одновременно повышается содержание кислорода в дымовых газах и за счет этого снижается температура дымовых газов (избыточное поступление воздуха). Учитывая это, соотношение потоков воздуха регулируют так, чтобы одновременно минимизировать содержание кислорода и окиси углерода в дымовых газах. Поскольку величины и скорости потоков воздуха сверху и через воздухозаборный канал при постоянной величине исходящего потока дымовых газов зависят от большого числа факторов, в том числе и от геометрических параметров камеры сгорания 1, воздухозаборного канала 4 с шибером 6, то на практике положение крышки 3 и шибера 6 подбирается опытным путем до достижения минимальных величин содержания кислорода и окиси углерода СО в дымовых газах.

Дымовые газы из камеры сгорания 1 через отверстие 5 попадают в расширительную камеру 10, горизонтальное сечение которой на границе с теплообменником достаточно велико для обеспечения ламинарности (Re <2000, где Re - число Рейнольдса) потока дымовых газов при прохождении теплообменника. При этом дымовые газы проходят первичную самоочистку от крупных (более 0,1 мм) частиц, поскольку скорость их движения падает до значения менее 1 м/с. За счет ламинарного движения дымовых газов снижаются термические напряжения в теплообменнике, что дает возможность использовать оребренные трубы с повышенной (по сравнению с гладкими трубами) эффективностью теплообмена. Тепло на производственные и другие нужды отбирается теплоносителем, проходящим последовательно по трубам экономайзера и теплообменника встречным (по отношению к направлению движения дымовых газов) потоком. В экономайзере для более полного отбора тепла устанавливают турбулентный режим движения дымовых газов (их температура составляет менее 400^oС, поэтому термические напряжения не превышают допустимых пределов). Очистка дымовых газов от твердых частиц (золы и пр.) происходит в расширительной камере за счет малой скорости потока дымовых газов и в циклоне.

Способ футеровки наклонных поверхностей камеры сгорания и расширительной камеры теплогенератора осуществляют креплением на них, например сваркой, опорных планок 20 (см. фиг. 2) и размещение на них теплоизоляционного материала 21 в виде кирпичей. Размещение теплоизоляционного материала производится из условия, что проекция центра тяжести 22 теплоизоляционного материала 21 на горизонтальную плоскость 23 находится за проекцией крайней точки опорных планок 24 по отношению к вершине угла наклона. Углы наклона стенок пирамидальных частей конструкции (топки, промежуточной камеры, воздухозаборного канала) выбраны из условия обеспечения устойчивости кирпичей при различной конфигурации их укладки, т.е. горизонтальная проекция центра тяжести кирпича при любом расположении кирпича на наклонной плоскости должна находиться за горизонтальной проекцией крайней точки опоры кирпича на опорную планку относительно вершины угла наклона (см. фиг.2). Выбор таких углов наклона исключает необходимость применения связующих материалов при кладке кирпичей. Легко и просто произвести замену выгоревших участков теплоизоляционного слоя.

Таким образом, предлагаемые способ сжигания древесных отходов с утилизацией тепла и устройство для его осуществления с камерой сгорания и способом их обкладки позволяют: - с высокой эффективностью утилизировать отходы деревообработки, в том числе влажные, без их предварительной подготовки (сушки, измельчения и т.д. ); - упростить эксплуатацию за счет самопроизвольности подачи загруженного топлива в зону горения при прогорании топлива; - повысить эффективность утилизации древесных отходов за счет регулирования потока воздуха, поступающего в зону горения; - снизить содержание твердых продуктов сгорания в дымовых газах за счет малой скорости потока в расширительной камере; - снизить стоимость конструкции теплообменника, работающего при температуре выше 800^oС, за счет использования серийно выпускаемых оребренных труб, выполненных из чугуна обычных марок; - сократить время и затраты на монтаж и ремонт футеровки в зоне горения.

Формула изобретения

1. Способ сжигания древесных отходов с утилизацией тепла, включающий подачу топлива в загрузочное отверстие камеры сгорания, его розжиг с подачей воздуха в камеру сгорания двумя потоками сверху через загрузочное отверстие и непосредственно в зону горения через воздухозаборный канал, вывод дымовых газов через расширительную камеру регулируемым вытяжным потоком воздуха, отличающийся тем, что, направление потока воздуха в зоне горения составляет угол 0-90^o с направлением загрузки топлива в камеру сгорания, а тепло отбирается теплоносителем, проходящим последовательно по трубам экономайзера и теплообменника встречным потоком по отношению к направлению движения дымовых газов, при этом режим движения потока дымовых газов при прохождении через теплообменник поддерживают ламинарным (Re < 2000, где Re - число Рейнольдса), а при прохождении через экономайзер - турбулентным, с очисткой дымовых газов от твердых частиц перед началом теплосъема и затем после теплосъема.

2. Устройство (теплогенератор) для сжигания древесных отходов, состоящее из камеры сгорания с загрузочным отверстием в верхней части, расширительной камеры и регулируемого вытяжного устройства, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит камеры теплообменника и экономайзера, а регулируемое вытяжное устройство включает циклон и дымосос с регулируемой производительностью, при этом камера сгорания и расширительная камера представляют собой коробчатые металлические конструкции пирамидальной формы с наклоном боковых стенок 65-85^o, имеющие снаружи ребра жесткости, а изнутри облицованы теплоизоляционным материалом и разделены вертикальной кладкой с отверстием внизу для прохода дымовых газов.

3. Камера сгорания с загрузочным отверстием в верхней части, включающая воздухозаборный канал и отверстие для прохода дымовых газов, расположенное внизу, отличающаяся тем, что она имеет форму усеченной пирамиды, вершина которой направлена вниз, причем стенка с отверстием для прохода дымовых газов выполнена в виде кирпичной кладки и расположена вертикально, а остальные стенки расположены под углом 65-85^o к горизонтали и выполнены из стали с облицовкой теплоизоляционным материалом изнутри, а воздухозаборный канал примыкает непосредственно к зоне горения, при этом камера сгорания делится на две зоны объемом V₁ и V₂, отношение между которыми удовлетворяет условию V₂/V₁ 10, где V₁ - объем зоны горения, ограниченный сверху горизонтальной плоскостью, расположенной на уровне верхнего края отверстия для прохода продуктов горения, V₂ - объем зоны сушки и частичного пиролиза топлива, расположенной над зоной горения.

4. Камера сгорания по п. 3, отличающаяся тем, что загрузочное отверстие расположено в плоскости, перпендикулярной наклонной плоскости с боковым отверстием, и снабжено крышкой.

5. Камера сгорания по п. 3, отличающаяся тем, что наклонные боковые поверхности имеют ребра жесткости.

6. Камера сгорания по п. 3, отличающаяся тем, что воздухозаборный канал расположен напротив отверстия для прохода дымовых газов на противоположной стенке камеры сгорания.

7. Способ футеровки, включающий крепление сваркой опорных планок к наклонной металлической стенке конструкции и размещение на них теплоизоляционного материала, отличающийся тем, что размещение теплоизоляционного материала в виде кирпичей производится из условия, что горизонтальная проекция центра тяжести кирпича находится дальше от вершины угла наклона металлической стенки, чем горизонтальная проекция крайней точки опоры кирпича на опорную планку.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что опорные планки выполнены в виде уголков.

9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что теплоизоляционный материал выполнен, в том числе, из шамотного кирпича.

10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что крепление опорных планок к облицовке выполнено с шагом по горизонтали, имеющим промежутки меньше, чем опорная сторона теплоизоляционного материала.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что размещение теплоизоляционного материала в виде кирпичей на опорных планках осуществляют меньшей стороной кирпича.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2