RU164691U1 - Pyrolysis heating device - Google Patents
Pyrolysis heating device Download PDFInfo
- Publication number
- RU164691U1 RU164691U1 RU2015134229/06U RU2015134229U RU164691U1 RU 164691 U1 RU164691 U1 RU 164691U1 RU 2015134229/06 U RU2015134229/06 U RU 2015134229/06U RU 2015134229 U RU2015134229 U RU 2015134229U RU 164691 U1 RU164691 U1 RU 164691U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- pyrolysis
- pyrolysis gas
- chamber
- heating device
- Prior art date
Links
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SKBLJQADGZYMKA-UHFFFAOYSA-N OPOP Chemical compound OPOP SKBLJQADGZYMKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
1. Пиролизное отопительное устройство, содержащее размещенные в едином вертикально ориентированном корпусе бункер для твердого топлива, ниже него камеру газификации, имеющую внутреннее жаростойкое теплоизоляционное покрытие и окно для выхода пиролизных газов с колосниковой решеткой, ниже нее камеру сгорания пиролизного газа, имеющую внутреннее жаростойкое теплоизоляционное покрытие, выходной газовод, соединяющий камеру сгорания пиролизного газа с теплообменником, а также установленный вне корпуса по меньшей мере один вентилятор, отличающееся тем, что теплообменник пространственно отделен от бункера, камеры газификации и камеры сгорания пиролизного газа, теплоноситель, циркулирующий в теплообменнике, не имеет непосредственного контакта с внешними стенками камеры газификации и камеры сгорания, а вентилятор нагнетает в камеру сгорания воздух в количестве, в 2-3 раза превышающем необходимое для полного сгорания пиролизного газа.2. Пиролизное отопительное устройство по п.1, отличающееся тем, что между внешними стенками камеры сгорания и внутренними стенками корпуса имеется свободное пространство (внутренняя полость), через которое проходит поток воздуха, нагнетаемого вентилятором в камеру сгорания пиролизного газа.3. Пиролизное отопительное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что воздух, поступающий в камеру газификации, подводится к ней по дополнительному воздуховоду из упомянутого выше пространства между внешними стенками камеры сгорания пиролизного газа и внутренними стенками корпуса.4. Пиролизное отопительное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что камера сгорания пиролизного газа выполнена в виде двух1. A pyrolysis heating device containing a solid fuel hopper located in a single vertically oriented housing, a gasification chamber below it having an internal heat-resistant heat-insulating coating and a pyrolysis gas exit window with a grate, and below it a pyrolysis gas combustion chamber having an internal heat-resistant heat-insulating coating , an outlet gas duct connecting the combustion chamber of the pyrolysis gas to the heat exchanger, as well as at least one fan installed outside the housing, from characterized in that the heat exchanger is spatially separated from the hopper, gasification chamber and the pyrolysis gas combustion chamber, the heat carrier circulating in the heat exchanger does not have direct contact with the outer walls of the gasification chamber and the combustion chamber, and the fan pumps 2 times the air into the combustion chamber 3 times higher than required for complete combustion of the pyrolysis gas. 2. The pyrolysis heating device according to claim 1, characterized in that there is a free space (internal cavity) between the outer walls of the combustion chamber and the inner walls of the housing through which the air flow, which is pumped by the fan into the pyrolysis gas combustion chamber, passes. The pyrolysis heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the air entering the gasification chamber is supplied to it through an additional duct from the above-mentioned space between the outer walls of the pyrolysis gas combustion chamber and the inner walls of the housing. Pyrolysis heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the pyrolysis gas combustion chamber is made in the form of two
Description
F 23 B 10 F 23
Пиролизное отопительное устройство Pyrolysis heating device
Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности - к отопительным устройствам, в которых твердое топливо растительного происхождения (дрова, отходы деревообработки, щепа, кора, солома, лузга, брикеты из опилок) подвергается высокотемпературной газификации (пиролизу) с последующим сжиганием пиролизных газов.The utility model relates to a power system, in particular, to heating devices in which solid fuel of plant origin (firewood, woodworking waste, wood chips, bark, straw, husk, sawdust briquettes) is subjected to high-temperature gasification (pyrolysis) followed by burning of pyrolysis gases.
Из существующего уровня техники известно пиролизное (газогенераторное) отопительное устройство, содержащее объединенные общим вертикально ориентированным корпусом бункер для твердого топлива, камеру газификации, камеру сгорания пиролизного газа и газо-жидкостный теплообменник, при этом жидкий теплоноситель циркулирует в "рубашке", образованной двойными стенками общего корпуса устройства (например, RU 98 534 U1, ЕР 2 221 540 А2 ). По такой схеме выполнены многие серийно выпускаемые отопительные пиролизные котлы, например, изделия фирм Astra, Atmos, Buderus, Dakon, Lavoro, OPOP, Viessmann, Ziehbart.A pyrolysis (gas-generating) heating device is known from the prior art, comprising a solid fuel hopper, a gasification chamber, a pyrolysis gas combustion chamber and a gas-liquid heat exchanger combined with a common vertically oriented housing, and the liquid coolant circulates in a “jacket” formed by double walls of a common device cases (for example, RU 98 534 U1, EP 2 221 540 A2). According to this scheme, many commercially available heating pyrolysis boilers are made, for example, products from Astra, Atmos, Buderus, Dakon, Lavoro, OPOP, Viessmann, Ziehbart.
Данное техническое решение обладает несколькими неотъемлемыми недостатками, первопричину которых можно сформулировать так: "охлаждается то, что должно быть горячим". Для обеспечения эффективной и устойчивой газификации древесины необходимо поддерживать температуру 100-200 град. С в верхней части бункера (зона сушки), 300-550 град. в нижней части бункера (зона сухой перегонки), 750-900 град. в активной зоне камеры газификации. Непосредственный контакт внешних стенок бункера для твердого топлива и камеры газификации с холодным теплоносителем препятствует обеспечению такого теплового режима; особенно сильно это проявляется в тех случаях, когда в качестве теплоносителя используется обладающая большой теплоемкостью вода.This technical solution has several inherent disadvantages, the root cause of which can be formulated as follows: "what should be hot is cooled." To ensure efficient and sustainable gasification of wood, it is necessary to maintain a temperature of 100-200 degrees. C in the upper part of the hopper (drying zone), 300-550 degrees. at the bottom of the hopper (dry distillation zone), 750-900 degrees. in the active zone of the gasification chamber. Direct contact of the external walls of the solid fuel bunker and the gasification chamber with the coolant prevents the provision of such a thermal regime; This is especially pronounced in cases when water having a high heat capacity is used as a heat carrier.
Практическим следствием этого являются низкая эффективность и нестабильность процесса газификации твердого топлива, необходимость использовать в качестве топлива дрова многолетней сушки с влажностью не более 20% (о чем прямо предупреждают пользователя добросовестные производители), отложения смолы и золы на стенках топливного бункера и камеры газификации, что удорожает и усложняет эксплуатацию отопительного устройства. The practical consequence of this is the low efficiency and instability of the process of gasification of solid fuels, the need to use firewood of long-term drying with a moisture content of not more than 20% (as conscientious manufacturers directly warn the user), deposits of tar and ash on the walls of the fuel hopper and gasification chamber, which increases the cost and complicates the operation of the heating device.
Кроме того, непосредственный контакт жидкого теплоносителя (воды) с раскаленными стенками камеры газификации и камеры горения может привести к быстрому вскипанию его в случае аварийного отказа системы принудительной циркуляции теплоносителя. Предотвращение этой опасности требует включения в состав отопительного устройства дополнительных систем, усложняющих и удорожающих его.In addition, direct contact of the liquid coolant (water) with the red-hot walls of the gasification chamber and the combustion chamber can lead to its rapid boiling in the event of an emergency failure of the forced coolant circulation system. Prevention of this danger requires the inclusion of additional systems in the composition of the heating device that complicate and increase its cost.
Кроме того, объединение в одном корпусе газогенератора и газо-жидкостного теплообменника вынуждает использовать неоптимальную с точки зрения прочности конструкции геометрическую форму теплообменника (плоские стенки под гидростатическим давлением столба жидкости); появляются дополнительные ограничения на высоту топливного бункера, расположение загрузочного люка и.т.п.In addition, the combination of a gas generator and a gas-liquid heat exchanger in one housing forces the use of a geometrical shape of the heat exchanger that is not optimal in terms of structural strength (flat walls under hydrostatic pressure of a liquid column); there are additional restrictions on the height of the fuel hopper, the location of the loading hatch, etc.
Известно пиролизное нагревательное устройство ( см. ЕР 2 615 369 А1 ), содержащее бункер для твердого топлива, камеру газификации, камеру сгорания пиролизного газа, объединенные общим вертикально ориентированным корпусом, внутри которого спиральный трубопровод с жидким теплоносителем (водой) окружает только камеру сгорания пиролизного газа, а камера газификации имеет мощную теплоизоляцию, обеспечивающую высокую температуру внутри камеры. Недостатками данного технического решения являются: использование неэффективной схемы теплообменника (жидкость в спиральной трубе, окруженной горячим газом) и непосредственный контакт жидкого теплоносителя с раскаленными стенками камеры сгорания.A pyrolysis heating device is known (see
Известен теплогенератор, состоящий из двух пространственно разнесенных и соединенных общим газоходом модулей, в одном из которых размещены цилиндрический загрузочный отсек (бункер) для твердого топлива и под ним кольцевая камера газификации, а в другом - камера дожигания пиролизного газа и теплообменник, при этом камера газификации выполнена с возможностью охлаждения потоком воздуха от внешнего вентилятора ( RU 132 531 U1)A heat generator is known, consisting of two spatially spaced and connected by a common gas duct modules, in one of which there is a cylindrical loading compartment (hopper) for solid fuel and an annular gasification chamber underneath, and in the other a pyrolysis gas afterburner and a heat exchanger, while the gasification chamber made with the possibility of cooling by the air flow from an external fan (RU 132 531 U1)
Данное техническое решение обладает следующими недостатками:This technical solution has the following disadvantages:
- размещение камеры дожигания пиролизного газа на большом расстоянии от камеры газификации препятствует использованию тепла горения газов для прогрева камеры газификации, - placing the pyrolysis gas afterburning chamber at a large distance from the gasification chamber prevents the use of the heat of combustion of gases for heating the gasification chamber,
- поток воздуха, охлаждающий камеру газификации, выбрасывается в окружающее пространство, не передавая свое тепло основному теплоносителю в теплообменнике- the air stream cooling the gasification chamber is discharged into the surrounding space without transferring its heat to the main heat carrier in the heat exchanger
- воздух в камеру дожигания пиролизных газов подается комнатной температуры, без подогрева, что снижает эффективность работы камеры дожигания- air is supplied to the pyrolysis gas afterburner at room temperature, without heating, which reduces the efficiency of the afterburner
- цилиндрическая форма загрузочного отсека накладывает дополнительные ограничения на форму и размеры используемого древесного топлива- the cylindrical shape of the loading compartment imposes additional restrictions on the shape and size of the wood fuel used
- колосниковая решетка, выполняющая вращательное и поступательное (вверх-вниз) движение усложняет конструкцию, снижает ее надежность и долговечность, т.к. подшипниковый узел и поворотный стержень находятся в зоне высоких температур- the grate, performing rotational and translational (up and down) movement complicates the design, reduces its reliability and durability, because the bearing assembly and the pivot shaft are in the high temperature zone
Техническим результатом, для достижения которого предлагается заявляемая полезная модель, являются: повышение эффективности и устойчивости процесса газификации твердого органического топлива, включая дрова и отходы деревообработки естественной (т.е. высокой) влажности, максимально полное сгорание пиролизного газа, повышение безопасности эксплуатации устройства и сокращение трудоемкости его обслуживания.The technical result for which the claimed utility model is proposed is to increase the efficiency and stability of the process of gasification of solid fossil fuels, including firewood and wood waste from natural (i.e., high) humidity, the most complete combustion of pyrolysis gas, increase the safety of operation of the device and reduce the complexity of its maintenance.
Указанный технический результат достигается тем, что в пиролизном отопительном устройствеThe specified technical result is achieved by the fact that in the pyrolysis heating device
содержащем размещенные в едином вертикально ориентированном корпусе бункер для твердого топлива, ниже него камеру газификации, имеющую внутреннее жаростойкое теплоизоляционное покрытие (футеровку) и окно для выхода пиролизных газов с колосниковой решеткой, ниже неё камеру сгорания пиролизного газа, имеющую внутреннее жаростойкое теплоизоляционное покрытие (футеровку), выходной газовод, соединяющий камеру сгорания пиролизного газа с теплообменником, а также установленный вне корпуса по меньшей мере один вентилятор, containing a bunker for solid fuel placed in a single vertically oriented housing, below it a gasification chamber having an internal heat-resistant heat-insulating coating (lining) and a window for the exit of pyrolysis gases with a grate, and below it a pyrolysis gas combustion chamber having an internal heat-resistant heat-insulating coating (lining) , an outlet gas duct connecting the pyrolysis gas combustion chamber to the heat exchanger, as well as at least one fan installed outside the housing,
теплообменник пространственно отделен от бункера, камеры газификации и камеры сгорания пиролизного газа, теплоноситель (газ или жидкость), циркулирующий в теплообменнике, не имеет непосредственного контакта с внешними стенками камеры газификации и камеры сгорания, а вентилятор нагнетает в камеру сгорания воздух в количестве в 2-3 раза превышающем необходимое для полного сгорания пиролизного газа.the heat exchanger is spatially separated from the hopper, the gasification chamber and the pyrolysis gas combustion chamber, the heat carrier (gas or liquid) circulating in the heat exchanger does not have direct contact with the outer walls of the gasification chamber and the combustion chamber, and the fan pumps 2- 3 times higher than required for complete combustion of the pyrolysis gas.
Поток воздуха, нагнетаемого вентилятором в камеру сгорания пиролизного газа, может предварительно проходить через свободное пространство (внутреннюю полость) между внешними стенками камеры сгорания и внутренними стенками корпуса.The flow of air pumped by the fan into the pyrolysis gas combustion chamber may previously pass through the free space (internal cavity) between the outer walls of the combustion chamber and the inner walls of the housing.
Воздух, поступающий в камеру газификации, может подводиться к ней по дополнительному воздуховоду из упомянутой выше полости между внешними стенками камеры сгорания пиролизного газа и внутренними стенками корпуса.The air entering the gasification chamber can be supplied to it through an additional duct from the aforementioned cavity between the outer walls of the pyrolysis gas combustion chamber and the inner walls of the housing.
Камера сгорания пиролизного газа может быть выполнена в виде двух отсеков - симметричных, параллельных и ориентированных вдоль продольной оси корпуса, в промежутке между которыми движется поток воздуха, нагнетаемого вентилятором.The pyrolysis gas combustion chamber can be made in the form of two compartments - symmetrical, parallel and oriented along the longitudinal axis of the casing, between which the flow of air pumped by the fan moves.
В камере газификации окно выхода пиролизного газа с колосниковой решеткой может быть смещено к передней стенке камеры газификации, а сопловые отверстия подачи воздуха могут быть смещены к задней стенке камерыIn the gasification chamber, the pyrolysis gas exit window with the grate can be displaced to the front wall of the gasification chamber, and the nozzle air supply openings can be displaced to the back wall of the chamber
Плоская сопловая панель, содержащая по меньшей мере одну, ориентированную вдоль продольной оси камеры сгорания узкую прорезь с острыми кромками, может быть установлена ниже колосниковой решетки на входе в камеру сгорания пиролизного газа.A flat nozzle panel containing at least one narrow slot with sharp edges oriented along the longitudinal axis of the combustion chamber can be installed below the grate at the inlet of the pyrolysis gas combustion chamber.
Указанные конструктивные решения обеспечивают достижение заявленного технического результата и в своей совокупности не встречаются ни в одном из известных пиролизных отопительных устройств, таким образом заявляемая полезная модель соответствует критерию новизны.These design solutions ensure the achievement of the claimed technical result and in their totality are not found in any of the known pyrolysis heating devices, thus the claimed utility model meets the criterion of novelty.
Заявляемое пиролизное отопительное устройство может быть изготовлено на стандартном оборудовании с использованием известных и традиционных для производства отопительных котлов технологических процессов и материалов. Таким образом, заявляемая полезная модель соответствует критерию промышленной применимости.The inventive pyrolysis heating device can be manufactured on standard equipment using well-known and traditional processes and materials for the production of heating boilers. Thus, the claimed utility model meets the criterion of industrial applicability.
Устройство заявляемого пиролизного отопительного устройства поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 изображен поперечный разрез устройства в варианте исполнения камеры сгорания с двумя отсеками, на фиг.3 изображены продольный разрез камеры газификации и камеры сгорания.The device of the inventive pyrolysis heating device is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a General view of the device, figure 2 shows a cross section of a device in the embodiment of a combustion chamber with two compartments, figure 3 shows a longitudinal section of a gasification chamber and a combustion chamber.
Пиролизное отопительное устройство содержит бункер для твердого топлива 1, камеру газификации 2, камеру сгорания пиролизного газа 3, вентилятор 4, подающий воздух во внутреннюю полость 5, образованную внешними стенками камеры сгорания и внутренними стенками корпуса, теплообменник 6, внутри которого циркулирует теплоноситель (например, вода или воздух) 7. Поток воздуха из внутренней полости 5 по системе воздуховодов 9, через сопловые отверстия 10 и 11 подается в камеру газификации и камеру сгорания пиролизного газа. В окне между камерой газификации и камерой сгорания установлена плоская сопловая панель с прорезью 12.The pyrolysis heating device comprises a
Пиролизное отопительное устройство работает следующим образом. Твердое топливо (например, дрова или отходы деревообработки естественной влажности) загружается в бункер 1. Под действием силы тяжести и по мере выгорания в камере газификации 2 древесное топливо опускается вниз, последовательно проходя через зону сушки (верхняя часть бункера) и зону сухой перегонки (нижняя часть бункера). Pyrolysis heating device operates as follows. Solid fuel (for example, wood or wood waste of natural humidity) is loaded into
Поток воздуха, нагнетаемого вентилятором 4 во внутреннюю полость 5, проходит вдоль боковых поверхностей камеры сгорания, нагреваясь от них, и затем по системе трубопроводов 9 поступает к сопловым отверстиям 10 в камере газификации и сопловым отверстиям 11 в камере сгорания. The flow of air pumped by the fan 4 into the
В камере газификации при недостаточной для полного сгорания топлива подаче т.н. "первичного воздуха" происходит беспламенное горение (тление) древесного топлива, и образующийся при этом пиролизный газ движется через слой раскаленных углей к выходному окну, расположенному на дне камеры газификации, и далее поступает в камеру сгорания пиролизного газа.In the gasification chamber with insufficient supply for the complete combustion of fuel, the so-called of "primary air" there is a flameless burning (smoldering) of wood fuel, and the pyrolysis gas formed in this case moves through a layer of hot coals to an outlet window located at the bottom of the gasification chamber, and then enters the combustion chamber of the pyrolysis gas.
Отсутствие холодного (по сравнению с температурой внутри камеры газификации) теплоносителя у внешних стенок камеры, наличие теплоизоляционного покрытия на внутренних стенках камеры, а также мощный тепловой поток снизу, от камеры сгорания пиролизного газа, обеспечивают поддержание внутри камеры газификации необходимой высокой температуры. Разделение камеры сгорания на два отсека увеличивает площадь дна камеры газификации, прогреваемого теплом от камеры сгорания. Смещение выходного окна к передней стенке камеры газификации, а сопловых отверстий подачи "первичного воздуха" - к задней стенке, приводит к увеличению протяженности так называемой "зоны восстановления" (заполненное раскаленными углями пространство, проходя через которое пиролизный газ в результате химических реакций насыщается горючими составляющими: окисью углерода и водородом).The absence of cold (compared with the temperature inside the gasification chamber) coolant at the outer walls of the chamber, the presence of a heat-insulating coating on the inner walls of the chamber, as well as the powerful heat flow from below, from the pyrolysis gas combustion chamber, ensure that the required high temperature is maintained inside the gasification chamber. The separation of the combustion chamber into two compartments increases the bottom area of the gasification chamber heated by heat from the combustion chamber. The shift of the exit window to the front wall of the gasification chamber, and the nozzle openings of the "primary air" supply to the rear wall, leads to an increase in the length of the so-called "recovery zone" (space filled with hot coals, passing through which the pyrolysis gas is saturated with combustible components as a result of chemical reactions : carbon monoxide and hydrogen).
В камеру сгорания 3 пиролизный газ поступает, пройдя через сопловую панель с прорезью 12, имеющей острые кромки, что приводит к турбулизации потока пиролизных газов (внутри потока возникают многочисленные местные завихрения) и эффективному смешению их с предварительно подогретым т.н. "вторичным воздухом", поступающим из сопловых отверстий 11. Разделение камеры сгорания на два отсека, в промежутке между которыми движется "вторичный воздух", способствует интенсивному предварительному нагреву "вторичного воздуха". Жаропрочное теплоизоляционное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность стенок камеры сгорания, обеспечивает высокую температуру факела горения и одновременно с этим - низкую температуру внешней поверхности камеры сгорания, что позволяет использовать для её изготовления обычные конструкционные стали.Pyrolysis gas enters the
Раскаленные дымовые газы из камеры сгорания поступают в теплообменник, где отдают своё тепло теплоносителю, в качестве которого может быть использована вода или воздух. На выходе из теплообменника поток дымовых газов поступает в дымоход 8 и далее выбрасывается в атмосферу. The hot flue gases from the combustion chamber enter the heat exchanger, where they give their heat to the heat carrier, which can be used as water or air. At the exit of the heat exchanger, the flue gas stream enters the
Главное отличие заявляемой конструкции от известных аналогов заключается в том, что практически всё тепло, образующееся в камере сгорания, передаётся теплоносителю посредством переноса массы раскаленных дымовых газов в теплообменник (в отличие от традиционной схемы, где значительная часть тепла отводится конвекцией от стенок камеры газификации и камеры сгорания). Для достижения такого результата в заявляемой конструкции количество (массовый расход) "вторичного воздуха", поступающего в камеру сгорания, в 2-3 раза больше необходимого для полного сгорания пиролизного газа.The main difference between the claimed design and the known analogues is that almost all the heat generated in the combustion chamber is transferred to the coolant by transferring the mass of hot flue gases to the heat exchanger (unlike the traditional scheme, where a significant part of the heat is removed by convection from the walls of the gasification chamber and the chamber combustion). To achieve such a result in the claimed design, the amount (mass flow rate) of the "secondary air" entering the combustion chamber is 2-3 times greater than that required for complete combustion of the pyrolysis gas.
Техническую достижимость такого решения можно проиллюстрировать следующим упрощенным расчетом. При сгорании 1 г древесного топлива естественной (40-50%) влажности выделяется порядка 11-12 КДж тепла. Для полного сжигание 1 г древесного топлива влажностью 40-50% необходимо 4,3-4,0 г воздуха, и при этом образуется порядка 5 г дымовых газов. Если подать в 2,5 раза большее количество воздуха (т.е. порядка 10,5 г), то общая масса образовавшихся дымогазов составит порядка 11,5 г. Теплоемкость дымогазов при температуре 800 град. С составляет 1,2 КДж/г. Таким образом, 11,5 г дымогазов при нагреве их от 20 до 800 град вынесут из камеры сгорания 10,8 КДж, т.е. практически всё образовавшее при сгорании 1 г топлива тепло. The technical reachability of such a solution can be illustrated by the following simplified calculation. When 1 g of wood fuel of natural (40-50%) humidity is burned, about 11-12 KJ of heat are released. For the complete burning of 1 g of wood fuel with a moisture content of 40-50%, 4.3-4.0 g of air is needed, and about 5 g of flue gases are formed. If 2.5 times more air is supplied (i.e., about 10.5 g), the total mass of the resulting flue gas will be about 11.5 g. The heat capacity of the flue gas at a temperature of 800 degrees. C is 1.2 KJ / g. Thus, 11.5 g of chimneys when they are heated from 20 to 800 degrees will be taken out of the combustion chamber by 10.8 KJ, i.e. almost all the heat generated during the combustion of 1 g of fuel.
Необычайно большой (обычно дровяные топки работают с коэффициентом избытка воздуха не более 1,5) массовый расход "вторичного воздуха" приведет к снижению температуры дымогазов на выходе из камеры сгорания, примерно с 1400 до 800-900 град. С, что неизбежно скажется на к.п.д. теплообменника. Оценить величину этого снижение можно по известной формуле к.п.д. "идеального теплообменника" An unusually large (usually wood-burning furnaces operate with an excess air coefficient of not more than 1.5) the mass flow of “secondary air” will lead to a decrease in the temperature of the flue gas at the outlet of the combustion chamber, from about 1400 to 800-900 degrees. C, which will inevitably affect the efficiency heat exchanger. The value of this decrease can be estimated by the well-known coefficient of efficiency. "perfect heat exchanger"
к.п.д. = (Твход. - Твых.) / Твходefficiency = (Tweak. - Thy.) / Tweak
Температура дымовых газов на выходе из теплообменника (по соображениям предотвращения выпадения конденсата) не должна быть ниже 120 град С. Таким образом, традиционной схеме соответствует к.п.д. 91% ((1400 - 120) / 1400 ), а заявляемой полезной модели - 85% ((800 - 120) / 800). The temperature of the flue gases at the outlet of the heat exchanger (for reasons of preventing condensation) should not be lower than 120 degrees C. Thus, the traditional scheme corresponds to the efficiency 91% ((1400 - 120) / 1400), and the claimed utility model - 85% ((800 - 120) / 800).
Ценой потери порядка 5-6% к.п.д. потребитель получает отопительное устройство, в котором можно использовать сырые древесные отходы, часто имеющие для него нулевую, а то и "отрицательную" стоимость, в то время как традиционная схема (с отводом тепла от стенок газогенераторной секции) вынуждает покупать, завозить и складировать качественные дрова двухлетней сушки.At the cost of loss of the order of 5-6% efficiency the consumer receives a heating device in which raw wood waste can be used, often having zero or even “negative” costs for it, while the traditional scheme (with heat removal from the walls of the gas generating section) forces us to buy, import and store high-quality firewood two years of drying.
Кроме того, не следует забывать о том, что к.п.д. реального теплообменника всегда ниже идеального тепло-физического максимума. Так как в заявляемой конструкции - в отличие от пиролизных отопительных котлов традиционной схемы - теплообменник представляет собой отдельный агрегат, габариты и геометрическая форма которого никак не связаны с размерами газогенераторной секции, становится возможным использовать проверенные временем эффективные решения (например, вертикально ориентированный высокий жаротрубный теплообменник). Избыточно большое количество воздуха в дымовых газах приводит к увеличению их удельного веса (плотности) и объемного расхода, а значит и к увеличению скорости движения дымогаза по жаровым трубам теплообменника. И то и другое повышает теплоотдачу (математически это выражается в увеличении значения критерия Рейнольдса, физический же смысл явления - бОльшая степень турбулизации потока внутри жаровых труб), поэтому есть основания предположить, что реальный к.п.д. теплообменника будет не ниже чем у лучших из существующих пиролизных котлов традиционной схемы.In addition, we should not forget that the efficiency a real heat exchanger is always below an ideal heat-physical maximum. Since in the claimed design - unlike the pyrolysis heating boilers of the traditional scheme - the heat exchanger is a separate unit, the dimensions and geometric shape of which are in no way related to the dimensions of the gas generating section, it becomes possible to use time-tested effective solutions (for example, a vertically oriented high fire tube heat exchanger) . An excessively large amount of air in flue gases leads to an increase in their specific gravity (density) and volumetric flow rate, and hence to an increase in the speed of movement of the flue gas through the heat pipes of the heat exchanger. Both increase heat transfer (mathematically this is expressed in an increase in the Reynolds criterion, the physical meaning of the phenomenon is a greater degree of turbulization of the flow inside the flame tubes), therefore there is reason to assume that the real efficiency the heat exchanger will be no lower than the best of the existing pyrolysis boilers of the traditional scheme.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015134229/06U RU164691U1 (en) | 2015-08-15 | 2015-08-15 | Pyrolysis heating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015134229/06U RU164691U1 (en) | 2015-08-15 | 2015-08-15 | Pyrolysis heating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU164691U1 true RU164691U1 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=56893314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015134229/06U RU164691U1 (en) | 2015-08-15 | 2015-08-15 | Pyrolysis heating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU164691U1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018052337A1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | Марк СОЛОНИН | Pyrolysis boiler |
| RU2657580C2 (en) * | 2016-04-22 | 2018-06-14 | Вячеслав Данилович Максимов | Method of providing long burning of fuel and a solid-fuel three-chamber boiler for long burning |
| RU181950U1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-07-30 | Юрий Викторович Яковлев | HEAT-GENERATING PLANT FOR BURNING STRAW STRAW |
| RU183585U1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-09-26 | Марк Семенович Солонин | Wood fuel heater |
| RU184378U1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-10-24 | Марк Семенович Солонин | Pyrolysis boiler |
| WO2018231098A1 (en) | 2017-06-16 | 2018-12-20 | Марк СОЛОНИН | Heating device using wood fuel |
| RU185863U1 (en) * | 2018-06-15 | 2018-12-20 | Марк Семенович Солонин | HEATING DEVICE |
| RU188334U1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-04-08 | Марк Семенович Солонин | Gasification burner |
| WO2020111974A3 (en) * | 2018-11-29 | 2020-07-23 | Марк СОЛОНИН | Gasifying burner |
| RU2788511C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-01-20 | Вадим Сергеевич Рыжов | Fireplace of continuous burning |
-
2015
- 2015-08-15 RU RU2015134229/06U patent/RU164691U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657580C2 (en) * | 2016-04-22 | 2018-06-14 | Вячеслав Данилович Максимов | Method of providing long burning of fuel and a solid-fuel three-chamber boiler for long burning |
| EP3514454A4 (en) * | 2016-09-15 | 2020-05-20 | Pyroheat Oü | Pyrolysis boiler |
| WO2018052337A1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | Марк СОЛОНИН | Pyrolysis boiler |
| RU184378U1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-10-24 | Марк Семенович Солонин | Pyrolysis boiler |
| RU184378U9 (en) * | 2016-09-15 | 2018-11-29 | Марк Семенович Солонин | Pyrolysis boiler |
| US10871285B2 (en) | 2016-09-15 | 2020-12-22 | Pyroheat Oü | Pyrolysis boiler |
| RU181950U1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-07-30 | Юрий Викторович Яковлев | HEAT-GENERATING PLANT FOR BURNING STRAW STRAW |
| RU183585U1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-09-26 | Марк Семенович Солонин | Wood fuel heater |
| US20200158375A1 (en) * | 2017-06-16 | 2020-05-21 | Pyroheat Oü | Heating Device Using Wood Fuel |
| WO2018231098A1 (en) | 2017-06-16 | 2018-12-20 | Марк СОЛОНИН | Heating device using wood fuel |
| RU185863U1 (en) * | 2018-06-15 | 2018-12-20 | Марк Семенович Солонин | HEATING DEVICE |
| RU188334U1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-04-08 | Марк Семенович Солонин | Gasification burner |
| WO2020111974A3 (en) * | 2018-11-29 | 2020-07-23 | Марк СОЛОНИН | Gasifying burner |
| RU2788511C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-01-20 | Вадим Сергеевич Рыжов | Fireplace of continuous burning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU164691U1 (en) | Pyrolysis heating device | |
| RU153204U1 (en) | HEATING BOILER | |
| US10871285B2 (en) | Pyrolysis boiler | |
| EP2884200A1 (en) | Central heating boiler | |
| JP2014126356A (en) | Heater with firewood as its fuel | |
| RU2543922C1 (en) | Solid fuel combustion method, and steam and water heating boiler for its implementation | |
| RU185863U1 (en) | HEATING DEVICE | |
| WO2011136629A2 (en) | Solid fuel fired boiler with a gas burner for household use and gas combustion method | |
| KR101047758B1 (en) | Dry Pellet Boiler | |
| CN105240839A (en) | Biomass fuel combustion device | |
| RU184378U9 (en) | Pyrolysis boiler | |
| CN103615712A (en) | Large-sized biomass gasification furnace burner | |
| KR20130118590A (en) | Boiler for down lean burn combustion | |
| RU2303203C1 (en) | Gas generator with water boiler | |
| CN201373554Y (en) | New energy gasification chimney-free energy-saving and environmental protection boiler | |
| RU2445550C1 (en) | Heating device | |
| RU83599U1 (en) | WATER BOILER | |
| RU148080U1 (en) | WATER BOILER | |
| RU205811U1 (en) | WET CHIPS COMBUSTION DEVICE | |
| RU2849231C1 (en) | Fuel combustion system with device for increasing fuel combustion completeness | |
| RU63906U1 (en) | HEAT GENERATOR | |
| KR20110133099A (en) | Gas Generator and Boiler Integration System | |
| BR102012031344A2 (en) | CYCLONIC INDIRECT FIRE PIPE FURNACE | |
| RU28688U1 (en) | Coal producing device | |
| RU2516727C9 (en) | Water-heating solid-fuel boiler |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160616 |