RU2429273C1

RU2429273C1 - Plant for charcoal production

Info

Publication number: RU2429273C1
Application number: RU2010109204/05A
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Коропчук (RU); Александр Петрович Коропчук
Original assignee: Александр Петрович Коропчук
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-20

Abstract

FIELD: wood industry.

SUBSTANCE: plant for charcoal production includes a pyrolysis module 1 and a retort cooling module 6. The pyrolysis module 1 represents a body 2, where a furnace unit 3 is installed, as well as the pyrolysis unit 4, equipped with cells for retort cooling, and a unit of effluent gases 5. The retort cooling module 6 is a horizontally aligned body with fire-resistant end and side walls, separated vertically with aligned fire-resistant partitions into cells for installation of retorts, equipped with a smoke exhaust. There are channels of cooling atmospheric air supply into cells and channels of heated air exhaust in walls and partitions of the retort cooling module body.

EFFECT: invention makes it possible to ensure controlled production cycle, which is thermally regulated, to produce high-quality charcoal, and to avoid buckling of retort metal and to increase equipment durability.

3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области получения угля из древесины и ее отходов методом пиролиза и может быть использовано в леспромхозе, лесхозах и на предприятиях деревообработки.The invention relates to the field of obtaining coal from wood and its waste by the pyrolysis method and can be used in the timber industry, forestries and woodworking enterprises.

В основе работы пиролизного устройства лежит принцип пиролизного сжигания (или сухой перегонки) топлива, при котором под действием высокой температуры и в условиях недостатка кислорода сухое топливо разлагается на летучую часть - так называемый пиролизный газ и твердый остаток.The operation of the pyrolysis device is based on the principle of pyrolysis combustion (or dry distillation) of fuel, in which, under the influence of high temperature and in the absence of oxygen, dry fuel decomposes into a volatile part - the so-called pyrolysis gas and a solid residue.

Режим пиролиза определяющим образом влияет на выход и состав продуктов, но при прочих равных условиях выход зависит от породы перерабатываемой древесины и части дерева, подверженной пиролизу.The pyrolysis regime determines the yield and composition of the products in a decisive way, but, ceteris paribus, the yield depends on the type of wood being processed and the part of the tree that is subject to pyrolysis.

Однако помимо обеспечения эффективности протекания процесса пиролиза, необходимо правильно охладить емкости с твердым остатком до температуры окружающей среды, не допустив при этом теплопотерь и самовозгорания твердого остатка (древесного угля). Древесный уголь обладает способностью при обычной температуре соединяться с кислородом воздуха; этим объясняются случаи его самовозгорания. Обычно емкости с полученным в результате пиролиза древесным углем охлаждают на открытом воздухе, разместив, например, в специальных подставках (http://blogs.mail.ru/mail/suslovm/5748090977D7A222.html). Таким образом, скорость охлаждения достаточно мала, а тепло со стенок емкостей утилизируется в атмосферу. Кроме того, в результате естественного охлаждения повышается текучесть и усталость металла, из которого выполнены емкости, что приводит к резким сокращениям срока их эксплуатации.However, in addition to ensuring the efficiency of the pyrolysis process, it is necessary to properly cool containers with a solid residue to ambient temperature, while not allowing heat loss and spontaneous combustion of a solid residue (charcoal). Charcoal has the ability at normal temperature to combine with oxygen in the air; this explains the cases of spontaneous combustion. Typically, containers with charcoal obtained as a result of pyrolysis are cooled in the open air, for example, placed in special supports (http://blogs.mail.ru/mail/suslovm/5748090977D7A222.html). Thus, the cooling rate is quite small, and the heat from the walls of the tanks is utilized in the atmosphere. In addition, as a result of natural cooling, the fluidity and fatigue of the metal from which the tanks are made increases, which leads to sharp reductions in their useful life.

Известна углевыжигателъная печь, включающая разделенные воздушной полостью корпус, снабженный загрузочной дверью, и наружный кожух, в корпусе у пода печи выполнены отверстия для подачи воздуха. Корпус выполнен из тонкого материала высокой теплопроводности, предпочтительно стального листа, а наружный кожух - толстостенным из теплоизолирующего материала предпочтительно кирпичной кладки, в наружном кожухе выполнены ряд закрываемых дверцами отверстий в нижней части по всему его периметру и вырез в торце для загрузочной двери корпуса печи. В верхней части над полостью между корпусом и наружным кожухом печь снабжена устройствами принудительной тяги, например электровентиляторами, посредством которых и обеспечивается охлаждение внутренней полости корпуса печи (патент РФ на изобретение №2012590).Known uglezhigatelnaya furnace, comprising a housing separated by an air cavity, equipped with a loading door, and an outer casing, openings for supplying air are made in the housing at the bottom of the furnace. The casing is made of thin material with high thermal conductivity, preferably steel sheet, and the outer casing is thick-walled of heat-insulating material, preferably of brickwork, in the outer casing there are a number of openings closed by the doors in the lower part along its entire perimeter and a cutout in the end for the loading door of the furnace body. In the upper part above the cavity between the body and the outer casing, the furnace is equipped with forced draft devices, for example electric fans, by means of which cooling of the internal cavity of the furnace body is provided (RF patent for invention No. 2012590).

Данная печь является конструкцией, обеспечивающей дискретный процесс получения древесного угля, так как после каждого этапа пиролиза печь подвергают принудительному охлаждению посредством электровентиляторов. Такой принцип приводит как к существенным энергозатратам на разогрев и поддержание печи, так и к огромным теплопотерям в результате охлаждения.This furnace is a design that provides a discrete process for producing charcoal, since after each stage of pyrolysis, the furnace is subjected to forced cooling by electric fans. This principle leads both to significant energy consumption for heating and maintaining the furnace, and to huge heat losses as a result of cooling.

Известна углевыжигательная печь, содержащая теплоизолированный корпус для установки контейнеров с дровами и топку. Корпус разделен на камеры пиролиза и сушки, соединенные между собой воздуховодом с гидрозатвором, причем камера пиролиза снабжена рассеивателем, вмонтированным в ее днище и в ее верхнюю часть трубопроводом с воздуходувкой и охладителем, трубопровод от которого подведен под рассеиватель, а трубопровод от воздуходувки подведен в топку. Камера пиролиза снабжена охладителем с задвижкой. Трубопровод от охладителя подведен под рассеиватель. Трубопровод от воздуходувки подведен в топку. Контроль за температурой обеспечивается с помощью термометра. Для отбора пробы готовности угля имеется люк, для дополнительного охлаждения печи окно (патент РФ на изобретение №2081148).Known charcoal stove containing a thermally insulated body for installing containers with wood and a firebox. The housing is divided into pyrolysis and drying chambers, interconnected by an air duct with a water lock, and the pyrolysis chamber is equipped with a diffuser mounted in its bottom and in its upper part with a pipe with a blower and a cooler, the pipe from which is led under the diffuser, and the pipe from the blower is brought into the furnace . The pyrolysis chamber is equipped with a chiller with a valve. The piping from the cooler is connected under the diffuser. The pipeline from the blower is connected to the furnace. Temperature control is provided by a thermometer. There is a hatch for sampling coal readiness; a window is used for additional cooling of the furnace (RF patent for invention No. 2081148).

В известной конструкции охладитель представляет собой теплообменник, не способный эффективно и быстро обеспечить понижение температуры древесного угля без ущерба производительности печи.In a known design, the cooler is a heat exchanger that is not able to efficiently and quickly provide a decrease in the temperature of charcoal without affecting the performance of the furnace.

Известно устройство для получения древесного угля из измельченной древесной массы, содержащее экструзионную установку и пиролизную установку. Пиролизная установка содержит, как минимум, одно пиролизное устройство, которое, в свою очередь, состоит из камер отвода парогазов, камер управляемого отвода парогазов, камер термогазодинамических воздействий, камер-нагревателей и камер-охладителей, каждая из которых имеет канал движения древесной массы или древесного угля, причем каналы всех камер соединены в общий реакционный канал, к входу которого подключена гидросистема подачи древесной массы, взаимодействующая с экструзионной установкой, а с выходом общего канала соединен бункер приема древесного угля, причем количество и последовательность камер пиролизного устройства определяется необходимым качеством конечных продуктов пиролиза (патент РФ на изобретение №2217468).A device for producing charcoal from pulverized wood containing an extrusion unit and a pyrolysis unit is known. The pyrolysis installation contains at least one pyrolysis device, which, in turn, consists of steam and gas removal chambers, controlled steam and gas removal chambers, thermogasdynamic effects chambers, heater chambers and cooler chambers, each of which has a channel for the movement of wood pulp or wood coal, and the channels of all chambers are connected to a common reaction channel, to the input of which a hydraulic system for supplying wood pulp is connected, which interacts with an extrusion installation, and a hopper is connected to the output of the common channel charcoal reception, and the number and sequence of chambers of the pyrolysis device is determined by the necessary quality of the final pyrolysis products (RF patent for the invention No. 22417468).

К недостаткам известного устройства можно отнести необходимость измельчения древесины перед активацией процесса пиролиза. Кроме того, в процессе получения древесного угля происходит постоянное перемещение древесной массы, что негативно сказывается на качестве получаемого продукта, в результате чего снижается общий выход товарной продукции.The disadvantages of the known device include the need to chop wood before activating the pyrolysis process. In addition, in the process of obtaining charcoal, there is a constant movement of wood pulp, which negatively affects the quality of the resulting product, resulting in a decrease in the overall yield of marketable products.

Известна углевыжигательная печь, содержащая теплоизолированные камеры пиролиза и сушки для установки контейнеров с дровами, топку, рассеиватель, трубопровод с воздуходувкой и охладителем, при этом камера сушки снабжена калорифером, выполнена автономной; рассеиватель представляет собой вертикально расположенные перфорированные коллекторы, закрепленные в нижней части контейнера, сообщающейся с газоходом топки через уплотнитель; топка выполнена в виде последовательно соединенных газогенератора и камеры сгорания; трубопровод снабжен теплоизоляцией; охладитель выполнен в виде кожухотрубчатого теплообменника, межтрубное пространство которого соединено с калорифером автономной сушильной камеры, а воздуходувка расположена после охладителя. После окончания процесса пиролиза начинается процесс охлаждения древесного угля. Пирогазы, проходя через кожухотрубчатый теплообменник, охлаждаются и подаются по трубопроводу в газоход топки, где рассеиваясь через перфорированные коллекторы, поднимаются вверх, и, проходя через слой готового угля, интенсивно охлаждают его до 50 С° (патент РФ на изобретение №2256686).Known charcoal kiln containing thermally insulated pyrolysis and drying chambers for installing containers with wood, a furnace, a diffuser, a pipe with a blower and a cooler, while the drying chamber is equipped with a heater, made autonomous; the diffuser is a vertically arranged perforated manifolds mounted in the lower part of the container, communicating with the flue of the furnace through the seal; the furnace is made in the form of a series-connected gas generator and a combustion chamber; the pipeline is insulated; the cooler is made in the form of a shell-and-tube heat exchanger, the annular space of which is connected to the heater of an autonomous drying chamber, and the blower is located after the cooler. After the end of the pyrolysis process, the process of cooling charcoal begins. Pyrogas, passing through a shell-and-tube heat exchanger, are cooled and fed through a pipeline to the flue gas duct, where they disperse upwards through the perforated collectors and pass through a layer of finished coal and intensively cool it to 50 ° C (RF patent for invention No. 2256686).

Одним из недостатков известного устройства является выполнение охладителя в виде кожухотрубчатого теплообменника, который не обеспечивает теплосъема с разогретых контейнеров после окончания процесса пиролиза. Кроме того, вся конструкция не является долговечной, так как содержит большое количество металлических элементов.One of the disadvantages of the known device is the implementation of the cooler in the form of a shell-and-tube heat exchanger, which does not provide heat removal from the heated containers after the end of the pyrolysis process. In addition, the entire structure is not durable, as it contains a large number of metal elements.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для получения древесного угля, включающее печь с топкой, воздуховодами, дымоходами и обогреваемыми камерами с отверстиями, в которых вертикально установлены съемные реторты. Нижняя часть реторты выполнена в виде колосниковой решетки, открытой в обогреваемую камеру. Топка работает непрерывно, а реторты, в которых процесс завершился, извлекаются и устанавливаются для охлаждения в специальные подставки. В освободившееся отверстие вставляется очередная реторта, заполненная свежими дровами. Таким образом, топочное пространство не охлаждается. Охлаждение угля также протекает эффективно, поскольку отвод тепла идет только от угля, через одинарную стенку реторты. Отпадает необходимость заливать уголь водой. Установка способна перерабатывать и дрова, и отходы различных размеров. Благодаря тому, что охлаждению подвергается только выемная реторта, а не вся установка, не только выигрывается тепло, но и оборот реторт существенно снижается (патент РФ на изобретение №2115689).The closest in technical essence to the claimed invention is a device for producing charcoal, including a furnace with a furnace, ducts, chimneys and heated chambers with holes in which removable retorts are vertically mounted. The lower part of the retort is made in the form of a grate, open to a heated chamber. The firebox works continuously, and the retorts, in which the process is completed, are removed and installed for cooling in special stands. In the vacated hole, another retort is inserted, filled with fresh firewood. Thus, the furnace space is not cooled. Coal cooling also proceeds efficiently, since heat is removed only from the coal through a single retort wall. There is no need to fill coal with water. The plant is capable of processing both firewood and waste of various sizes. Due to the fact that only an retractable retort is subjected to cooling, and not the entire installation, not only heat is won, but also the retort turnover is significantly reduced (RF patent for invention No. 2115689).

При эксплуатации устройства допускаются большие потери тепла, снижается общий выход продукта, при таком охлаждении возможны тепловые деформации реторт, усталость, повышается текучесть металла. Кроме того, данное устройство характеризуется неуправляемостью процесса пиролиза и процесса охлаждения реторт, наличием экологически вредных выбросов в атмосферу.During operation of the device, large heat losses are allowed, the overall yield of the product decreases, with such cooling, thermal retort deformations, fatigue are possible, and metal fluidity increases. In addition, this device is characterized by uncontrollability of the pyrolysis process and the retort cooling process, the presence of environmentally harmful emissions into the atmosphere.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание установки для получения древесного угля, обеспечивающей управляемый терморегулируемый в процессе пиролиза производственный цикл получения качественного древесного угля, при котором достигается регулируемая утилизация тепловой энергии от нагретых реторт посредством системы принудительного теплосъема.The problem to which the claimed invention is directed is to create a plant for producing charcoal, which provides a controlled thermally-controlled during the pyrolysis production cycle for producing high-quality charcoal, in which a controlled utilization of thermal energy from heated retorts by means of a forced heat removal system is achieved.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в обеспечении охлаждения реторт за счет оснащения установки системой принудительного съема тепла. Наличие системы охлаждения позволит избежать коробления металла реторт, усталости металла, повысить долговечность всего оборудования в целом.The technical result achieved by using the claimed invention is to provide cooling of the retorts by equipping the installation with a forced heat removal system. The presence of a cooling system will allow to avoid warpage of the metal retort, metal fatigue, increase the durability of the equipment as a whole.

Поставленная задача решается тем, что установка для получения древесного угля, включающая модуль пиролиза, представляющий собой корпус, в котором расположены, по крайней мере, один топочный блок, по крайней мере, один блок пиролиза, снабженный ячейками для размещения реторт, и блок отвода отходящих газов, соединенные между собой газоходами, согласно техническому решению, снабжена, по крайней мере, одним модулем охлаждения реторт, представляющим собой горизонтально ориентированный корпус с огнеупорными торцевыми и боковыми стенками, разделенный вертикально ориентированными огнеупорными перегородками на ячейки для размещения реторт, снабженный дымососом, при этом в стенках и/или перегородках корпуса модуля охлаждения реторт выполнены каналы подачи атмосферного воздуха в ячейки, каналы отвода нагретого воздуха от ячеек, выходы последних соединены с дымососом. Ячейки модуля охлаждения реторт снабжены герметичными огнеупорными крышками. Модуль пиролиза соединен каналом с модулем охлаждения, при этом вход канала подключен к дымососу модуля охлаждения, выход соединен с топочным блокомThe problem is solved in that the installation for producing charcoal, including a pyrolysis module, which is a housing in which at least one furnace unit, at least one pyrolysis unit equipped with cells for accommodating retorts, and an outlet unit are located gases, interconnected by gas ducts, according to the technical solution, is equipped with at least one retort cooling module, which is a horizontally oriented housing with refractory end and side walls, section equipped with vertically oriented refractory baffles on the cells to accommodate the retorts equipped with a smoke exhauster, while the walls and / or walls of the cooling module housing the retorts have channels for supplying atmospheric air to the cells, channels for removing heated air from the cells, the outlets of the latter are connected to the smoke exhauster. The cells of the retort cooling module are equipped with hermetic refractory covers. The pyrolysis module is connected by a channel to the cooling module, while the input of the channel is connected to the exhaust fan of the cooling module, the output is connected to the combustion unit

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 представлен общий вид установки.Figure 1 presents a General view of the installation.

На фиг.2 представлен общий вид модуля охлаждения реторт.Figure 2 presents a General view of the cooling module retort.

На фиг.3 изображен схематичный продольный разрез модуля охлаждения реторт.Figure 3 shows a schematic longitudinal section of a retort cooling module.

На фиг.4 изображен схематичный поперечный разрез модуля охлаждения реторт.Figure 4 shows a schematic cross section of a retort cooling module.

На фиг.5 представлен вид на модуль охлаждения реторт со стороны торцевой стенки корпуса.Figure 5 presents a view of the cooling module retort from the side of the end wall of the housing.

На фиг.6 представлен вид сверху на модуль охлаждения.Figure 6 presents a top view of the cooling module.

На фиг.7 приведена схема размещения каналов модуля охлаждения реторт вокруг ячеек (вид снизу).Figure 7 shows the layout of the channels of the retort cooling module around the cells (bottom view).

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1 - модуль пиролиза,1 - pyrolysis module,

2 - корпус,2 - housing

3 - топочный блок,3 - furnace block,

4 - блок пиролиза,4 - block pyrolysis,

5 - блок отвода отходящих газов,5 - block exhaust gas,

6 - модуль охлаждения реторт,6 - cooling module retort,

7 - перегородка,7 - partition,

8 - ячейка модуля охлаждения,8 - cell cooling module,

9 - крышка,9 - cover

10 - металлический каркас,10 - metal frame

11 - реторта,11 - retort,

12 - каналы подвода атмосферного воздуха,12 - channels for supplying atmospheric air,

13 - каналы отвода нагретого воздуха,13 - channels for removing heated air,

14 - дымосос,14 - smoke exhaust,

15 - канал (соединяющий модуль охлаждения с модулем пиролиза),15 - channel (connecting the cooling module with the pyrolysis module),

16 - отверстия в ячейке.16 - holes in the cell.

Установка получения древесного угля представляет собой горизонтально расположенный стационарный объект, состоящий из модуля пиролиза 1 и, по крайней мере, одного модуля охлаждения 6. Модуль пиролиза 1 представляет собой корпус 2, в котором расположены, по крайней мере, один топочный блок 3, по крайней мере, один блок пиролиза 4 и блок отвода отходящих газов 5. В отдельно расположенном корпусе выполнен модуль охлаждения реторт 6. Модуль пиролиза 1 выполнен из кирпича, футерован теплоизолирующим туфом и представляет собой протяженный параллелепипед с поперечными и продольными перегородками. Все боковые и торцевые стенки корпусов модуля пиролиза и модуля охлаждения выполнены из огнеупорного, например, шамотного кирпича, утеплены слоем керамзита и отделаны облицовочным кирпичом. Такое утепление обеспечивает минимальные теплопотери в процессе эксплуатации и защиту от воздействий внешней среды. Каждый топочный блок 3 представляет собой камеру сгорания, выполненную в форме параллелепипеда и снабженную колосниками. Блок отвода отходящих газов 5 представляет собой камеру, размещенную в средней части модуля пиролиза и отделенную от блоков пиролиза кирпичными стенками. Блок пиролиза выполнен из ячеек, образованных стенками корпуса и/или перегородками корпуса, в которых размещены реторты для пиролиза 11. Количество модулей охлаждения зависит от производительности установки и от количества ячеек с ретортами, составляющих блок пиролиза. Топочный блок, блок пиролиза и блок отвода отходящих газов соединены между собой соответствующими каналами, проложенными в стенках и/или перегородках корпуса, и газоходами, обеспечивающими эффективный подвод тепловой энергии к ячейкам с ретортами, отвод отходящих и пиролизных газов и подачу вторичного воздуха. Модуль охлаждения реторт, выполненный в отдельном корпусе, предназначен для отвода от реторт тепла, полученного в результате процесса пиролиза в блоке пиролиза. В корпусе модуля охлаждения из кирпича выстроены перегородки 7, совместно со стенками корпуса образующие вертикально ориентированные ячейки 8. Ячейки имеют квадратное поперечное сечение. В нижней части каждой ячейки выполнен металлический каркас 10 для установки реторты с фиксацией ее по месту. Сверху ячейки закрыты крышками 9, обеспечивающими герметизацию пространства внутри ячейки. Крышки 9 ячеек герметизированы распущенной в воде глиной с добавлением соли, что полностью исключает попадание атмосферного воздуха внутрь ячеек в зоне сопряжения крышек 9 с ячейками 8. Кроме того, на крышках ячеек с внутренней стороны выполнен тепловой экран из огнеупорного кирпича. В стенках ячеек в нижней части по периметру расположены отверстия для подвода охлаждающего атмосферного воздуха, которые в варианте изготовления установки по фиг.1 выполнены щелевыми 16. При этом площадь щелевых отверстий каждой ячейки охладителя составляет не более 140% от площади поперечного сечения канала подачи атмосферного воздуха. Каждый канал подачи атмосферного воздуха 12 представляет собой протяженный от торцевой стенки корпуса модуля охлаждения до соответствующей ячейки газоход, опоясывающий нижнюю часть ячейки и обеспечивающий подачу атмосферного воздуха в ячейки с ретортами через щелевые отверстия. Таким образом, поток воздуха по каналу перемещается в нижнюю часть ячейки, равномерно распределяясь по всему объему ячейки через щелевые отверстия, выполненные по периметру ячейки. Реторта 11 в модуле охлаждения установлена на металлическом каркасе и закреплена на опорном кольце в верхней части ячейки. В стенке ячейки, смежной с боковой стенкой корпуса модуля охлаждения, выполнены соответствующие отверстия для отвода нагретого воздуха, через которые нагретый воздух выводится из ячейки в соответствующий канал отвода нагретого воздуха 13. Отверстия равномерно распределены по ширине ячейки. Вне корпуса модуля охлаждения размещен дымосос 14, вход которого через подводящие патрубки соединен с выходами каналов отвода нагретого воздуха от каждой ячейки. Выход дымососа подключен к изолированному каналу 15, через который нагретый воздух от ячеек с ретортами в модуле охлаждения поступает в топочный блок и/или внешние системы потребления тепла.The charcoal production unit is a horizontally located stationary object consisting of a pyrolysis module 1 and at least one cooling module 6. Pyrolysis module 1 is a housing 2 in which at least one furnace block 3 is located, at least at least one pyrolysis unit 4 and exhaust gas removal unit 5. A retort 6 cooling module is made in a separate housing. Pyrolysis module 1 is made of brick, lined with heat-insulating tuff and is an extended parallel Iped with transverse and longitudinal partitions. All side and end walls of the buildings of the pyrolysis module and the cooling module are made of refractory, for example, fireclay bricks, insulated with expanded clay layer and finished with facing bricks. Such insulation provides minimal heat loss during operation and protection from environmental influences. Each furnace block 3 is a combustion chamber made in the form of a parallelepiped and equipped with grates. The flue gas removal unit 5 is a chamber located in the middle of the pyrolysis module and separated from the pyrolysis blocks by brick walls. The pyrolysis unit is made up of cells formed by the walls of the housing and / or the walls of the housing in which the retorts for pyrolysis are located 11. The number of cooling modules depends on the performance of the installation and on the number of cells with retorts that make up the pyrolysis unit. The furnace unit, the pyrolysis unit and the exhaust gas exhaust unit are interconnected by respective channels laid in the walls and / or partitions of the casing, and gas ducts that ensure efficient supply of thermal energy to the retort cells, exhaust and pyrolysis gases and secondary air. The retort cooling module, made in a separate housing, is designed to remove heat from the retorts obtained as a result of the pyrolysis process in the pyrolysis unit. In the case of the cooling module, partitions 7 are built of bricks, together with the walls of the body forming vertically oriented cells 8. The cells have a square cross section. In the lower part of each cell, a metal frame 10 is made for installing a retort with its fixation in place. On top of the cell are closed by covers 9, providing sealing of the space inside the cell. The covers of 9 cells are sealed with clay dissolved in water with the addition of salt, which completely eliminates the ingress of atmospheric air into the cells in the interface between the covers 9 and cells 8. In addition, a heat shield made of refractory brick is made on the cell covers from the inside. In the walls of the cells in the lower part along the perimeter there are openings for supplying cooling atmospheric air, which are slotted in the embodiment of the installation of FIG. 1. Moreover, the area of the slotted openings of each cooler cell is not more than 140% of the cross-sectional area of the atmospheric air supply . Each atmospheric air supply channel 12 is a gas duct extending from the end wall of the cooling module housing to the corresponding cell, encircling the lower part of the cell and supplying atmospheric air to the retort cells through slotted openings. Thus, the air flow through the channel moves to the lower part of the cell, evenly distributed throughout the cell volume through slotted holes made around the perimeter of the cell. The retort 11 in the cooling module is mounted on a metal frame and mounted on a support ring in the upper part of the cell. In the cell wall adjacent to the side wall of the cooling module case, there are corresponding openings for the removal of heated air through which the heated air is discharged from the cell into the corresponding channel for the removal of heated air 13. The holes are evenly distributed across the width of the cell. Outside the housing of the cooling module, a smoke exhauster 14 is placed, the inlet of which is connected through the inlet pipes to the exits of the channels for removing heated air from each cell. The exhaust outlet is connected to an insulated channel 15, through which heated air from the cells with retorts in the cooling module enters the combustion unit and / or external heat consumption systems.

По периметру установки на уровне размещения крышек ячеек расположены смотровые площадки с подведенными к ним лестницами для визуального контроля за размещением, подключением и выгрузкой реторт.On the perimeter of the installation at the level of placement of the cell covers there are observation platforms with ladders brought to them for visual control of the placement, connection and unloading of retorts.

Заявляемая установка работает следующим образом.The inventive installation operates as follows.

В цилиндрические реторты плотно укладывают исходный материал - дрова. Дрова в реторты укладывают плотно, что способствует повышению эффективности работы установки. Крышки реторт герметизируют, после чего реторты при помощи крана устанавливают на металлические каркасы в ячейки блока пиролиза, производя необходимые технологические подключения запорной арматуры. Затем герметизируют крышки ячеек блока пиролиза. Топочный блок заполняют растопочным материалом и инициируют горение. Поток парогазовой смеси из топочного блока перемещается по соответствующим каналам в ячейки блока пиролиза. В ячейках происходит нагревание стенок реторты, вокруг которой и закручивается поток парогазовой смеси. Дрова, находящиеся внутри реторты, также подвергаются действию высоких температур, и начинается процесс пиролиза - химического разложение сложных веществ на более простые под воздействием теплоты. В результате процесса пиролиза образуются парогазовая смесь (пиролизный газ) и твердый углеродистый остаток. При термическом распаде древесины помимо древесного угля образуются жидкие конденсируемые (водяной пар) и газообразные неконденсируемые (пиролизный газ) продукты. Водяной пар выводится из горячей зоны в частично капельной фазе, частично в парообразной, образуя вместе с неконденсирующимися газами парогазовую смесь. За счет того, что реторта выполнена герметичной, процесс пиролиза идет равномерно, стабильно и с большой скоростью. На начальной стадии пиролиза до температуры 102 идет образование паровой смеси из химически несвязанной в древесине воды. На втором этапе до температуры 250 идет образование водяного пара из химически связанной воды, который направляется в блок отвода отходящих газов. Вторичный воздух в блок отвода отходящих газов поступает подогретым, что способствует значительному ускорению процесса дожига отходящих газов и значительной экономии тепловой энергии. Кроме того, достигается уничтожение вредных газов, содержащихся в потоке отходящих газов, окисление и полное сгорание твердых частиц, экологически чистый выброс в атмосферу, содержащий пары воды, азот, атомарный азот, кислород и углекислый газ. При достижении температуры парогазовой смеси свыше 250° пиролизные газы поступают в топочный блок и смешиваются с вновь образующейся парогазовой смесью. Цикл замыкается и процесс пиролиза стабилизируется. В блоке отвода отходящих газов смешиваются потоки вторичного воздуха и потоки отходящих газов из блока пиролиза, после чего общий поток через выходное отверстие вытягивается дымососом в дымовую трубу. Готовность угля определяют эмпирически. В среднем время до окончания процесса после прекращения выхода водяного пара составляет не менее 4-6 часов. После окончания процесса пиролиза реторты посредством крана переставляют из блока пиролиза в ячейки модуля охлаждения на металлические каркасы, после чего ячейки закрывают крышками и герметизируют. Включают дымосос, подключенный к каналам отвода нагретого воздуха, в результате чего в ячейках создается разрежение и происходит затягивание атмосферного воздуха по каналам подачи атмосферного воздуха через щелевые отверстия в ячейки. Атмосферный воздух, поднимаясь по полости ячейки, в результате конвективных процессов нагревается от стенок реторты и выводится тягой дымососа в канал нагретого воздуха. Таким образом, происходит теплосъем с реторт до достижения приемлемой для разгрузки реторт температуры. По каналам отвода нагретого воздуха через дымосос тепловой поток направляют в канал и перераспределяют, частично возвращая в топочный блок и, частично направляя на внешнюю систему потребления тепла. Таким образом, обеспечивается сохранность тепловой энергии мощностью 2,5-3 МВт/ч.In the cylindrical retorts, the source material is tightly laid - firewood. Firewood is placed tightly in the retorts, which helps to increase the efficiency of the installation. The retort caps are sealed, after which the retorts are installed using a crane on metal frames in the cells of the pyrolysis unit, making the necessary technological connections for the shutoff valves. Then seal the cell covers of the pyrolysis unit. The furnace block is filled with kindling material and combustion is initiated. The vapor-gas mixture flow from the furnace block moves through the corresponding channels into the cells of the pyrolysis block. In the cells, the walls of the retort are heated, around which the vapor-gas mixture flows. Firewood inside the retort is also exposed to high temperatures, and the pyrolysis process begins - the chemical decomposition of complex substances into simpler ones under the influence of heat. As a result of the pyrolysis process, a vapor-gas mixture (pyrolysis gas) and a solid carbon residue are formed. During thermal decomposition of wood, in addition to charcoal, liquid condensable (water vapor) and gaseous non-condensable (pyrolysis gas) products are formed. Water vapor is removed from the hot zone in a partially droplet phase, partly in a vapor phase, forming a vapor-gas mixture together with non-condensable gases. Due to the fact that the retort is sealed, the pyrolysis process is uniform, stable and at high speed. At the initial stage of pyrolysis to a temperature of 102, a vapor mixture is formed from water that is not chemically unbound in the wood. In the second stage, up to a temperature of 250, water vapor is formed from chemically bound water, which is sent to the exhaust gas removal unit. Secondary air enters the exhaust gas exhaust unit heated up, which contributes to a significant acceleration of the exhaust gas afterburning process and significant savings in thermal energy. In addition, the destruction of harmful gases contained in the exhaust gas stream, the oxidation and complete combustion of solid particles, an environmentally friendly emission into the atmosphere containing water vapor, nitrogen, atomic nitrogen, oxygen and carbon dioxide are achieved. When the temperature of the vapor-gas mixture exceeds 250 °, the pyrolysis gases enter the furnace block and mix with the newly formed vapor-gas mixture. The cycle closes and the pyrolysis process stabilizes. In the exhaust gas exhaust unit, the secondary air flows and the exhaust gas flows from the pyrolysis unit are mixed, after which the total flow through the outlet is drawn by the exhaust fan into the chimney. Coal readiness is determined empirically. On average, the time until the end of the process after the cessation of the release of water vapor is at least 4-6 hours. After the end of the pyrolysis process, the retorts are transferred from the pyrolysis unit to the cells of the cooling module onto metal frames by means of a crane, after which the cells are closed with lids and sealed. They include a smoke exhauster connected to the channels for removing heated air, as a result of which a vacuum is created in the cells and atmospheric air is drawn in through the air supply channels through slotted openings in the cells. Atmospheric air rising through the cavity of the cell, as a result of convective processes, is heated from the walls of the retort and is removed by the draft of the smoke exhauster into the channel of heated air. Thus, heat removal from the retorts occurs until a temperature acceptable for unloading the retorts is reached. Through the exhaust air ducts through the exhaust fan, the heat flow is directed to the channel and redistributed, partially returning to the furnace unit and partially directing to the external heat consumption system. Thus, the safety of thermal energy with a capacity of 2.5-3 MW / h is ensured.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Изготовлена установка для получения древесного угля с габаритными размерами 32×7×3,5 м. Установка представляет собой стационарную кирпичную конструкцию, установленную на фундаментные блоки. Установка выполнена в виде двух отдельно расположенных модулей: пиролиза и охлаждения реторт. Корпус модуля пиролиза разделен на два топочных блока, расположенных с противоположных сторон модуля пиролиза, два блока пиролиза, имеющие с соответствующими топочными блоками общую стенку, блок отвода отходящих газов, расположенный между блоками пиролиза в средней части установки. Каждый блок пиролиза разделен на восемь ячеек квадратного поперечного сечения с длиной стороны 1960 мм, по четыре вдоль каждой боковой стенки корпуса установки. Каждый модуль охлаждения аналогичным образом разделен на восемь ячеек с длиной стороны 1960 мм. В каждой ячейке модуля охлаждения установлена реторта объемом 1,9 м³. В каждой ячейке модуля охлаждения реторт в нижней части по периметру выполнены щелевые отверстия (по 15 отверстий 65×235 мм на каждой стороне ячейки) для подвода атмосферного воздуха из топочного блока. Площадь поперечного сечения канала подвода атмосферного воздуха составляет 1643 см², площадь поперечного сечения канала отвода нагретого воздуха составляет 329 см². Производительность установки составляет 210 т/мес.The installation for producing charcoal with overall dimensions of 32 × 7 × 3.5 m was manufactured. The installation is a stationary brick structure mounted on foundation blocks. The installation is made in the form of two separately located modules: pyrolysis and cooling retort. The casing of the pyrolysis module is divided into two furnace blocks located on opposite sides of the pyrolysis module, two pyrolysis blocks having a common wall with the corresponding furnace blocks, an exhaust gas block located between the pyrolysis blocks in the middle of the unit. Each pyrolysis unit is divided into eight cells of square cross section with a side length of 1960 mm, four along each side wall of the installation casing. Each cooling module is likewise divided into eight cells with a side length of 1960 mm. A retort with a volume of 1.9 m ^{3 is} installed in each cell of the cooling module. In each cell of the retort cooling module, slotted openings (15 holes of 65 × 235 mm on each side of the cell) are made along the perimeter for supplying atmospheric air from the combustion unit. The cross-sectional area of the channel for supplying atmospheric air is 1643 cm ² , the cross-sectional area of the channel for supplying heated air is 329 cm ² . The plant capacity is 210 t / month.

Claims

1. Installation for producing charcoal, including a pyrolysis module, which is a housing in which at least one furnace unit, at least one pyrolysis unit equipped with cells for accommodating retorts, and an exhaust gas outlet unit connected between gas ducts, characterized in that it is equipped with at least one retort cooling module, which is a horizontally oriented housing with refractory end and side walls, separated by vertically oriented fires resistant partitions into the cell to accommodate the retort provided with exhauster, wherein in the walls and / or partitions of the module case cooling retort performed supply air channels in the cell, the heated air discharge channels of the cells whose outputs are connected to the latter exhauster.

2. Installation for producing charcoal according to claim 1, characterized in that the cells of the retort cooling module are equipped with hermetic refractory covers.

3. The apparatus for producing charcoal according to claim 1, characterized in that the pyrolysis module is connected by a channel to the cooling module, while the input of the channel is connected to the exhaust fan of the cooling module, the output is connected to the combustion unit.