Оборудование для древесного угля – Производство древесного угля: технология, оборудование

Содержание

Бизнес-план производства древесного угля. Технология и необходимое оборудование для изготовления древесного угля :: BusinessMan.ru

Человек ежедневно использует различные виды энергии, и ее потребление возрастает в геометрической прогрессии, поэтому растет и потребность в топливе, благодаря которому она вырабатывается и которое принято относить к возобновляемым ресурсам, ведь деревья растут.

Кроме того, данный вид топлива — биологический, а это означает, что он экологически чист и безопасен для атмосферы. Именно поэтому многих может заинтересовать бизнес-план производства древесного угля.

Особенности и характерные черты

Производством древесного угля на Руси занимались с очень давних времен — его в использовали в кузницах для печей. Поэтому, составив бизнес-план производства древесного угля и занявшись его реализацией, вы не просто откроете свое дело, а продолжите многовековую традицию.

Перед тем как решиться на открытие собственного производства в данной сфере, необходимо разобраться в основных его нюансах. Древесный уголь представляет собой вещество с высоким содержанием углерода, которое получается посредством пиролиза древесины в условиях вакуумной среды, то есть без какого-либо доступа кислорода.

Это означает, что вам потребуются специальные печи для выжигания угля, где будет осуществляться первичное горение сырья. Пламя в данном случае создается благодаря использованию газов, то есть летучих пиролизных продуктов, а не за счет процесса тления древесины.

Если говорить простыми словами, то производится обугливание сырья при температуре 450-500 градусов по Цельсию. В результате пиролиза получается не только основной продукт, но и ацетон, уксусная кислота, смолы, метанол и прочие продукты.

Поэтому бизнес-план производства древесного угля должен включать возможность производства дополнительных продуктов. Однако если выработка жидких компонентов осуществляется в малых количествах, которые совершенно невыгодно перерабатывать, то лучше использовать их для формирования тепла, что позволит существенно уменьшить расходы в данной области.

Общая картина

В мире производится девять миллионов тонн угля ежегодно. Бразилии принадлежит первое место на планете по изготовлению данного типа топлива. В России, при том, что тут имеется обилие лесных массивов, ежегодно производится лишь 100 тысяч тонн угля, поэтому в стране наблюдается сильный его недостаток.

Именно поэтому постоянно импортируется уголь, производимый в Белоруссии, Украине и Китае. Любой предприниматель вполне может занять свое место в данной нише, так как отечественный продукт надлежащего качества пользуется среди потребителей огромным спросом.

Технология производства древесного угля

Перед тем как начать свой бизнес, необходимо определиться с целым рядом очень важных моментов. В первую очередь вам стоит решить, какая будет использоваться технология производства древесного угля, а также какой структурой будет обладать сырье. В случае, если вы заинтересуетесь производством «белого» угля, то сможете осуществлять его экспорт в Японию, где он пользуется очень большим спросом.

Хозяева частных домов, в которых есть камины, обычно приобретают «красный» уголь. Его производство осуществляется с мягким углежжением и при невысокой температуре. И теперь мы вплотную подошли к вопросу о том, из чего делают древесный уголь. Для этого используется древесина либо ее отходы. Стоит отдавать предпочтение твердолиственным породам. В последнее время все чаще используются в качестве сырья отходы хвойных, кустарниковых пород деревьев, а также осина.

Суть производственного процесса

Итак, если вы составили бизнес-план производства древесного угля, то, производя предварительные расчеты окупаемости, учитывайте тот факт, что на деле может оказаться так, что выход угля будет гораздо меньше, чем вы предполагали.

Это связано с тем, что в аппарат попадает кислород, из-за которого происходит непосредственное горение древесины. Именно поэтому вы должны заняться организацией четкой производственной структуры и технологии, позволяющей снизить потери, а также не допустить брака в виде недожженного продукта с трещинами и запахом смол.

Рабочий процесс

Чтобы начать деятельность, вам потребуется специальное оборудование для производства древесного угля. Его существует очень много, но следует выбрать такое, которое можно использовать в промышленных масштабах для активной переработки лесных отходов. Фабрику стоит размещать в непосредственной близости от древесного производства, а ее оборудование должно соответствовать масштабам отходов.

Можно возвести свое производство рядом с лесоповалом. Если сырье будет находиться максимально близко, то вы сможете уменьшить расходы, связанные с его перевозкой. Поэтому оборудование для производства древесного угля должно быть транспортабельным — это позволит следовать за лесозаготовительным производством.

Важно, чтобы процесс изготовления был экологичным, что позволит уменьшить выбросы, наносящие немалый вред окружающей среде. Если печи для выжига древесного угля обладают простой конструкцией, то пользоваться ими и ремонтировать, в случае возникновения каких-либо неисправностей, не составит труда.

Производственный процесс

Все производство включает три этапа. На первом осуществляется сушка древесины, с которой будет осуществляться последующая работа. Всем известно, что влажное сырье тлеть не будет. На втором этапе начинается процесс пиролиза. Во всем производстве этот шаг является наиболее важным. На третьем этапе осуществляется прокалка, в процессе которой от заготовленного угля будут отделяться лишние газы и смолы.

Печь, предназначенная для производства бескислородного пиролиза, оборудована ретортой, представляющей собой замкнутый сосуд, нагреваемый снаружи. Процесс горения осуществляется сначала в камере, из которой воздух предварительно выкачивается.

Через патрубок происходит отделение парогазов, разделяемых с жидкостью в устройстве конденсации. Печи для производства древесного угля обладают достаточно простой конструкцией, однако при этом они весьма эффективны. Сам производственный процесс ручной и весьма трудоемкий, так что требуется особая физическая подготовка.

Разные варианты производства

Производство угля можно осуществлять с использованием одной из двух технологий: ямной или кучной. Кучное жжение требует только дров, воды и дерна, а кучи при этом делаются лежачими или стоячими. Главное тут одно: древесина должна перерабатываться в куче, имеющей одинаковую плотность.

Помимо места для производства, оборудования и сырья, требуется еще и высококвалифицированный персонал, способный по внешнему виду перерабатываемой продукции определить, на какой стадии находится процесс производства, когда он должен завершиться, ведь не существует каких-то определенных приборов и параметров, с помощью которых можно определить готовность угля. Для этого и нанимается человек, у которого глаз на это дело хорошо наметан, и который станет соблюдать все правила, предписываемые техникой безопасности.

Вопросы сбыта

Продажа древесного угля в России для вас не будет прибыльной, так как тут его потребление крайне мало, поэтому стоит рассмотреть возможность для его экспорта за границу, к примеру, в Европу или Японию. Но при том, что его потребление в нашей стране невелико, не стоит забывать о возможности реализации на месте, ведь его все равно не хватает. Поиск покупателей стоит осуществлять среди частных лиц и энергетических компаний.

Заявить о себе

В рекламной кампании необходимо делать упор конкретно на экологические показатели данного вида топлива, ведь в мире эта проблема стоит весьма остро. Древесный уголь при этом соответствует характеристикам известных типов топлива, таким как торф и каменный уголь.

Горение этого вида угля бездымное, но оно дает при этом соответствующую температуру. Помимо того, данное топливо отвечает всем требованиям безопасности, ведь оно неспособно к самовозгоранию. От его горения почти нет отходов, так как в нем отсутствуют вредные примеси.

При верном подходе бизнес по производству древесного угля можно в достаточно короткие сроки раскрутить очень даже хорошо, что позволит получать прибыль достаточно быстро. Главное — учесть все требования, которые предъявляются при его производстве.

businessman.ru

оборудование для производства древесного угля

Установки углевыжигательные для производства древесного угля.

(печи) от компании ООО «ТехДревИнжиниринг».

На нашем сайте Вы найдёте подробное описание, технические характеристики установок нашего производства, а так же стоимость и цены на дополнительное оборудование для повышения производительности и снижения трудозатрат. Купить наше оборудование могут заказчики со всех регионов России и стран Ближнего и Дальнего зарубежья.

Установки для производства древесного угля

Установки нашего производства можно разделить на три класса по производительности и типу применяемых конструкционных решений.

К малому классу относится Урал-15 производительностью до 20 тонн древесного угля в месяц.месяц. Особенностью установки является небольшая стоимость, мобильность, экологическая чистота технологии, высокое качество получаемой продукции. Возможность эксплуатации без грузоподъемного оборудования.

установка для изготовления древесного угля, углевыжигательная печь, оборудование для производства

К среднему классу, производительностью от 20 до 80 тонн в месяц, относятся МПРУ (модульные пиролизно-ретортные установки выемного типа) такие как: МПРУ-21, МПРУ-21В, МПРУ-22М, МПРУ-22МВ, МПРУ-30, МПРУ-30С.

На сегодня это наиболее распространенные в РФ и ближнем зарубежья установки. Их количество, построенных только нашей компанией более 130 шт в 30 регионах РФ, более чем на 70 производственных площадках. Они просты в обслуживании, обеспечивают высокую производительность и высокое качество продукции, удовлетворяющее требования всех промышленных потребителей.

Проблематику использования грузоподъемных механизмов при

изготовлении древесного угля

Вот уже много лет, начиная с запуска первой ретортной установки, ведутся дискуссии о том, что лучше – использование грузоподъемных или не использовать, а если использовать, то какие. Или использовать другие грузоподъемные в виде различных кар, погрузчиков, транспортеров или других механизмов.

Конечно, в первую очередь заказчиков, эксплуатантов, интересует цена вопроса…. Читать полностью

И большие, стационарные углевыжигательные установки производительностью до 300 тонн древесного угля в месяц, серии БУРАН (непрерывная, без ретортная, с дожиганием пиролизных газов) : БУРАН-80, БУРАН-120, БУРАН-150, БУРАН-300

буран-80

буран-120

буран-150

буран-300

Главным отличием этих установок является отсутствие необходимости использования в процессе работы грузоподъемных механизмов. Установки оснащены не выемными ретортами, изготовленные из жаропрочной стали. По сравнению с другими установками их применение позволяет существенно, почти в 2 раза) снизить капитальные затраты на организацию производства.

На всё оборудование дается годовая гарантия. Осуществляется гарантийное и пост гарантийное обслуживание. Всё оборудование спроектировано и изготовлено на нашем предприятии и допускает срок эксплуатации до 10 лет.

tdi-ural.com

Устройство для получения древесного угля

Изобретение относится к области получения угля из древесины и ее отходов методом пиролиза и может быть использовано для переугливания древесных топливных брикетов, в том числе из всех видов отходов лесозаготовки и промышленной переработки древесины. Устройство для получения древесного угля включает корпус печи, снабженный термоизоляцией, выносную топку, сообщающуюся с камерой пиролиза, содержащей выемные устройства для загрузки древесины, систему газоходов и систему вывода отработанных газов. Рабочее пространство печи выполнено в виде закольцованного канала, снабженного жаростойким вентилятором, поворотным шибером и газопроницаемым рекуператором, установленными внутри закольцованного канала, при этом газопроницаемый рекуператор выполнен из термостойкого кирпича. Масса термостойкого кирпича для выполнения газопроницаемого рекуператора не менее чем в десять раз превышает массу загружаемой для пиролиза древесины. Корпус печи снабжен дверью для горизонтальной загрузки-выгрузки выемных устройств, перед которой установлен поворотный шибер, а каждое выемное устройство выполнено в виде вертикальной стойки, равномерно снабженной по всей высоте фиксирующими стержнями, направленными вверх и закрепленными под углом к вертикальной стойке. Вентилятор предпочтительно установлен за зоной пиролиза по ходу газового потока. Технический результат заключается в получении древесного угля высокого качества как по теплотворности, так и по однородности и механической прочности при значительном сокращении времени пиролиза, повышении производительности и энергетической эффективности, при этом устройство характеризуется конструктивной простотой и низкими капитальными затратами. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области получения угля из древесины и ее отходов методом пиролиза и касается конструкции углевыжигательного устройства.

Предлагаемое изобретение может быть использовано, предпочтительно, для переугливания древесных топливных брикетов (например, «Евродрова»), сформованных из предварительно измельченной и высушенной древесины, в том числе из всех видов отходов лесозаготовки и промышленной переработки древесины.

В существующей практике углежжения, как правило, древесина помещается в нагревательную печь в загрузочных емкостях, например ретортного типа. Тепло от стенок реторты через прослойку газов передается древесине лучистым тепловым потоком и конвекцией.

Наибольшее практическое распространение получили циркуляционные печи. Принципиальное конструктивное решение циркуляционной печи описано, например, в авторском свидетельстве №779782 «Циркуляционная печь» (F27B 9/32, 26.07.78 г.): в корпусе печи рабочая камера отделена от циркуляционного газового канала, в котором установлены калориферы и один или несколько вентиляторов.

Современные промышленные печи комплексной лесопереработки сложны конструктивно и ориентированы на выделение всех видов продуктов терморазложения: древесного угля, уксусной кислоты, березового дегтя, растворимых и нерастворимых кислот, жидких горючих веществ более высокой калорийности и т.д. Подобная печь описана в патенте RU №2582696 «Установка для производства древесного угля» (С10В 1/04, приоритет: 29.12.2014 г.).

В настоящее время жидкие продукты пиролиза, получаемые при производстве древесного угля, не пользуются спросом, поэтому более эффективно сжигать их, уменьшая расход теплоносителя на проведение процесса пиролиза.

В связи с этим установки комплексной переработки древесины такие, как в вышеуказанном патенте RU №2582696, имеют ограниченное применение и не представляют интереса для производств, направленных на получение единственного целевого продукта — древесного угля.

В процессе патентного поиска выявлено широкое разнообразие углевыжигательных устройств, предназначенных, предпочтительно, для работы в непосредственной близости к источнику сырья, то есть в леспромхозе, лесопункте или на деревообрабатывающем предприятии. На таких предприятиях экономически нецелесообразно улавливать и перерабатывать жидкие продукты пиролиза, поэтому применяются печи, ориентированные на получение одного товарного продукта — древесного угля. Желательно, чтобы подобные устройства не нуждались в дополнительных источниках топлива после выхода на заданный технологический режим.

К таким устройствам относится известное «Устройство для получения древесного угля» по патенту RU №2115689 (С10В 53/02, С10В 1/04; приоритет — 24.01.1997 г.), включающее печь с топкой, воздуховодами, дымоходами и обогреваемыми камерами с отверстиями, в которых установлены съемные реторты. Согласно изобретению нижняя часть реторты выполнена в виде колосниковой решетки, открытой в обогреваемую камеру. Обогреваемая камера имеет не менее трех отверстий для установки реторт. Воздуховоды и дымоходы снабжены шиберами. Топка печи установлена вне обогреваемой камеры и соединена с ней газоходами. Стенки смежных обогреваемых камер образуют стенки топки. В стенке между обогреваемой камерой и топкой выполнены основной газоход в верхней части топки и вспомогательный газоход в нижней части топки для зажигания в камере горючих парогазов, которые сгорают в камере в непосредственной близости к ретортам.

Известны конструкции пиролизеров для производства древесного угля, в которых предусмотрены сбор и эвакуация горючих парогазов к дополнительному горелочному устройству. Например, патент SU №1826983 «Пиролизер» (С10В 1/04, 53/02; приоритет — 27.05.91). Пиролизер содержит наружный корпус с крышкой, внутренний корпус с потолочным перекрытием, топку с колосниковой решеткой и горелочное устройство, причем в потолочном перекрытии выполнены окна, ниже которых во внутреннем корпусе размещены реторты с крышками, под которыми находятся горелочное устройство с топкой, а крышка наружного корпуса со стороны потолочного перекрытия имеет термостойкое уплотнение и размещена с зазором по отношению к перекрытию, при этом образованная между ними полость связана трубопроводом с горелочным устройством. В топку загружают дрова лишь для запуска пиролизера.

Наиболее близким аналогом по технической сущности, наличию сходных признаков и достигаемому результату является «Устройство для получения угля» по патенту RU №2237699 (С10В 53/02, приоритет — 08.07.2003 г.). Устройство включает топку, сообщающуюся с пиролизной камерой, содержащей цилиндрические реторты, установленные рядами, при этом в пиролизной камере между сводом и подом установлены направляющие поток газа элементы, представляющие собой вертикальные колонны, имеющие вогнутые цилиндрические поверхности, обращенные к наружным цилиндрическим поверхностям реторт и расположенные эквидистантно по отношению к ним, что позволяет повысить равномерность обогрева реторт и тем самым повысить эффективность работы устройства за счет интенсификации процесса пиролиза.

В целях дальнейшего анализа прототипа и предполагаемого изобретения выделим следующие признаки прототипа:

— запуск печи осуществляется сжиганием любого вида топлива в топке до получения топочных газов на входе в пиролизную камеру с температурой 600÷650°C;

— при выходе печи на стабильный рабочий режим дальнейший пиролиз осуществляется за счет тепла от сгорания продуктов терморазложения древесины, причем в последующих по времени загрузки ретортах пиролиз идет за счет тепла от сгорания пиролизных газов древесины предшествующих по загрузке реторт;

— теплопередача древесному материалу осуществляется через стенку реторты лучистым тепловым потоком и конвекцией;

— полный кинетический цикл газовых потоков в установке складывается из следующих последовательных этапов: образование парогазов в реторте в процессе пиролиза — продвижение по системе газоходов до топки — сгорание в топке — продвижение продуктов сгорания парогазов по пиролизной камере — вывод в атмосферу через систему вывода газов. Газовый поток совершает лишь один полный цикл описанный выше;

— совокупность реторт камеры, в которых процесс пиролиза протекает с временным лагом в зависимости от очередности загрузки, и направляющих вертикальных колонн, установленных в камере, является своеобразным рекуператором, обеспечивающим стабильность температурного режима внутри камеры пиролиза;

— загрузка-выгрузка отдельных реторт осуществляется вертикально с временным лагом в условиях работающей печи;

— для сбора, формирования и доставки потоков продуктов пиролиза в топку выполнена система газоходов;

— парогазы сгорают в топке;

— поддержание требуемой температуры обеспечивают за счет регулируемого подсоса наружного воздуха;

— после прохождения продуктов сжигания парогазов через камеру пиролиза они направляются в систему вывода газов.

К существенным недостаткам данной установки для получения угля следует отнести следующее:

— сложность устройства камеры пиролиза;

— сложность и небезопасность осуществления последовательной загрузки-выгрузки отдельных реторт;

— значительные теплопотери за счет загрузки-выгрузки каждой реторты отдельно;

— возможность изменения геометрии и пространственного расположения направляющих вертикальных колонн в процессе непрерывной работы печи в режиме загрузка-выгрузка;

— сложность контроля за окончанием пиролиза в каждой отдельной реторте в условиях их последовательной периодической загрузки с временным лагом;

— неравномерность переугливания древесины внутри каждой отдельной реторты;

— неэффективный газоотвод в условиях отсутствия искусственной тяги, с одной стороны, и значительной заполненности камеры пиролиза, с другой стороны;

— необходимость контроля за состоянием колосниковой системы реторт.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание эффективной промышленной установки с производительностью не менее 0.3 т/час. по древесному углю, работающей в непрерывном режиме на тепле экзотермической реакции терморазложения древесины и позволяющей получать высококачественный однородный древесный уголь.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой установки, заключается в следующем:

— повышение производительности;

— конструктивная простота печи;

— низкие капитальные затраты;

— снижение эксплуатационных расходов;

— высокая энергетическая эффективность;

— получение древесного угля высокого качества, как по теплотворности, так и по однородности и механической прочности;

— значительное сокращение времени пиролиза древесины с приближением его к термодинамическому оптимуму;

— улучшение условий труда и техники безопасности;

— снижение экологических рисков при работе печи.

Технический результат достигается тем, что в установке для получения древесного угля, включающей корпус печи, снабженный термоизоляцией, выносную топку, сообщающуюся с камерой пиролиза, содержащей выемные устройства для загрузки древесины, систему газоходов и систему вывода отработанных газов, рабочее пространство печи выполнено в виде закольцованного канала, снабженного жаростойким вентилятором, поворотным шибером и газопроницаемым рекуператором, установленными внутри закольцованного канала, при этом газопроницаемый рекуператор выполнен из термостойкого кирпича. Причем в установке масса термостойкого кирпича для выполнения газопроницаемого рекуператора не менее чем в десять раз превышает массу загружаемой для пиролиза древесины; корпус печи снабжен дверью для горизонтальной загрузки-выгрузки выемных устройств, перед которой установлен поворотный шибер, а каждое выемное устройство выполнено в виде вертикальной стойки, равномерно снабженной по всей высоте фиксирующими стержнями, направленными вверх и закрепленными под углом к вертикальной стойке. К тому же вентилятор, предпочтительно, установлен за зоной пиролиза по ходу газового потока.

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.

1. Теплоемкость древесины складывается из теплоемкости собственно древесины и теплоемкости содержащейся в ней влаги, а также смолистых веществ. При этом теплоемкость смолистых веществ в 1, 5 раза, а воды в 2,5 раза больше, чем удельная теплоемкость абсолютно сухой древесины, которая равна ≈1,55 кДж/(кг-К) при температуре 0°C.

Известно, что общая влажность свежесрубленной древесины хвойных пород равна 45÷50%, мягколиственных — 40÷50%, твердолиственных — 30÷45%. Отсюда значительное содержание паров воды в парогазах пиролиза древесины без ее предварительной подготовки. В случае переугливания древесных брикетов, сформованных из предварительно измельченного и высушенного до содержания влаги менее 5% древесного материала, содержание влаги в печи пиролиза в разы меньше и соответственно на пиролиз такого материала требуется значительно меньше тепла.

Если в прототипе процесс пиролиза реализуется при температуре газа в камере пиролиза 600÷650°C, то в предлагаемом устройстве достаточно поддерживать температуру газового теплоносителя в пределах 400÷450°C.

2. Переугливание древесных брикетов осуществляют в динамичном потоке газового теплоносителя, причем турбулентность газового потока в зоне пиролиза весьма значительна и оценивается числом Рейнольдса не ниже 5000.

Непосредственно каждый брикет в предлагаемом решении омывается газовым теплоносителем в условиях равнозначного контакта брикетов с мощным турбулентным газовым потоком. Именно высокая турбулентность газа обеспечивает равномерность распределения тепла в зоне пиролиза.

В прототипе движение газового потока ближе к ламинарному, что не способствует выравниванию температурного режима в отдельных зонах камеры пиролиза. К тому же наличие направляющих вертикальных колонн в камере пиролиза ухудшает динамику продвижения газового потока в целом.

3. Время нахождения древесных брикетов в предлагаемой печи снижается до 2÷3 часов: во-первых, как отмечалось выше, за счет низкого содержания влаги в исходном прессуемом измельченном материале, а, во-вторых, за счет непосредственного контакта каждого брикета с турбулентным газовым теплоносителем. В этих условиях процесс передачи тепла древесине значительно упрощается: единственным термическим сопротивлением в этом случае является газовая пленка около поверхности куска древесины. Также процесс пиролиза в предлагаемом решении значительно интенсифицируется за счет быстрого удаления с поверхности древесины продуктов терморазложения.

В прототипе, как отмечалось выше, теплопередача древесному материалу осуществляется через стенку реторты лучистым тепловым потоком и конвекцией, а продукты пиролиза удаляются менее интенсивно.

4. В предлагаемом решении, предпочтительно, направлять на пиролиз древесные брикеты, причем, желательно, со сквозным отверстием по центру. Такая форма брикетов снимает вопрос неравномерности переугливания в объеме, когда в центральной части пиролиз проходит менее интенсивно и когда требуется увеличивать время переугливания для обеспечения полного пиролиза центральной части. В результате снижается качество угля на поверхности древесного брикета за счет увеличения содержания более инертного углерода со структурой близкой к графитной.

Также наличие сквозного отверстия по центру брикета обеспечивает более интенсивное охлаждение брикетов после выгрузки из печи.

С конструктивной точки зрения рекомендуемая форма брикета обеспечивает надежную фиксацию каждого брикета на загрузочном выемном устройстве.

В прототипе проблема неоднородности получаемого древесного угля не решается.

5. В предлагаемом решении выход древесного угля составляет 320-380 кг из 1 тонны брикетов. Производительность печи может варьироваться в широком диапазоне в зависимости от поставленной задачи.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения и решения по прототипу показывает, что новая совокупность известных и неизвестных признаков, заявленных в формуле изобретения, позволила реализовать поставленную выше техническую задачу: создана высокопроизводительная энергоэффективная промышленная установка, работающая в непрерывном режиме на тепле экзотермической реакции терморазложения древесины и позволяющая получать высококачественный однородный древесный уголь.

Принципиальным отличием предлагаемой установки от прототипа является конструктивное решение рабочего пространства печи, а именно: создание рабочего пространства в виде закольцованного канала с организацией мощного турбулентного потока газового теплоносителя, проходящего по каналу в режиме повторяющихся циклов.

Также необходимо отметить принципиально разный подход в предлагаемом решении и в прототипе в части организации кинетики газового потока: предлагается использование мощного вентилятора, установленного в канале для создания динамичного потока газового теплоносителя с турбулентностью не ниже 5000.

В предполагаемом изобретении важное значение в достижении цели имеет конструктивное решение рекуператора, обеспечивающего стабильный температурный режим внутри печного канала с максимальным использованием тепла экзотермической реакции терморазложения, а также наличие поворотного шибера в рабочем канале.

Приведенный сравнительный анализ заявляемого решения и решения по прототипу свидетельствует, что заявляемое решение соответствует критерию патентоспособности «новизна».

Тем не менее, отдельные отличительные признаки, характеризующие заявляемое решение, выявлены в известных в настоящее время информационных источниках.

1. Использование в рабочем пространстве пиролизера шиберной регулировочной заслонки известно в патенте RU №2120459 «Пиролизер для производства топливных углей» (С10В 1/04, приоритет — 22.04.1997 г.). В патенте процесс сушки древесного материала регулируется с помощью шиберной регулировочной заслонки, установленной на выходе из камеры, распределяющей количество горячих газов, идущих на обогрев реторты печной сушильной камеры и на утилизацию через шиберную заслонку системы вывода отработанного газа. Цель установки данной шиберной заслонки — обеспечить получение топливных углей различного качества.

2. Управление газовыми потоками теплоносителя с применением вентиляторов известно из патента RU №2433158 «Способ и устройство утилизации углеродсодержащих отходов пиролизом» (С10В 1/04, приоритет — 18.01.2010 г.). В секционной установке по патенту последняя секция снабжена вытяжным дымососом, а топка снабжена нагнетающим дымососом для подачи топливных газов в газоподводящий трубопровод.

Приведенная выше информация, касающаяся как прототипа, так и известных решений в аналогичной области, позволяет сделать вывод, что новая совокупность известных и неизвестных признаков, отличающаяся как технической сущностью признаков, так и их последовательностью и взаимосвязью, обеспечивает а предлагаемом решении достижение технического результата более высокого по сравнению с известными уровня.

В результате поиска по патентным и другим техническим источникам информации не выявлены технические решения, характеризующиеся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью признаков, обеспечивающих достижение аналогичных результатов при их использовании. Отличительные признаки, указанные в формуле изобретения, явно не следующие из уровня техники, свидетельствуют о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность предлагаемого технического решения поясняется принципиальной схемой установки для получения древесного угля, изображенной на фиг. 1, а также фиг. 2, соответствующей виду «А» на фиг. 1 в разрезе. На фиг. 3, 4 представлен один из возможных вариантов выполнения выемного устройства.

Установка для получения древесного угля представляет собой горизонтально расположенный стационарный объект, выполненный таким образом, что внутренним рабочим пространством печи является закольцованный канал 1, позволяющий циркулировать газовому потоку теплоносителя в режиме повтора полного цикла. Пространственно термоизолированный корпус 2 разделен на две камеры, соединенные системой газоходов 3. В качестве внутренней термоизоляции 4 может быть использован любой термостойкий материал, обеспечивающий минимальные потери тепла через стенки корпуса. В передней части первой камеры, снабженной дверью 5 для горизонтальной загрузки-выгрузки выемных устройств 6, расположена зона пиролиза 7. Вторая камера корпуса печи и часть первой работают в режиме газопроницаемого рекуператора 8, выполненного из термостойкого кирпича. Рекуператор 8 на фиг. 1 изображен схематично в виде совокупности газовых каналов, выполненных из жаростойкого кирпича. Конкретная схема формирования (кладки) рекуператора 8 зависит от производительности печи, мощности жаростойкого вентилятора 9 и выполняется с учетом всех конструктивных и технологических требований процесса пиролиза в каждом конкретном случае. Для запуска печи с выходом на рабочий режим используют выносную топку 10, сообщающуюся с камерой пиролиза 7. Установка снабжена системой вывода отработанных газов 11. Жаростойкий вентилятор 9, поворотный шибер 12 (см. фиг. 2) и газопроницаемый рекуператор 8, установлены внутри закольцованного канала 1. На фиг. 2 схематично изображен поворотный шибер в двух крайних положениях: шибер полностью открыт и обеспечивает максимальный поток циркулирующего теплоносителя — 12′; шибер полностью закрыт на период загрузки-выгрузки выемных устройств — 12». Один из вариантов выполнения выемного устройства 6 изображен на фиг. 3, 4. Выемное устройство 6 выполнено в виде вертикальной стойки 13, равномерно снабженной по всей высоте фиксирующими стержнями 14, направленными вверх и закрепленными под углом к вертикальной стойке 13. На стержнях 14 древесные брикеты 15.

Установка работает следующим образом.

Вначале осуществляют пуск печи и выводят печь на рабочий температурный режим, соответствующий 400÷450°C. Для этого в выносной топке 10 сжигают какое-либо топливо, например дрова. При этом рабочее пространство печи равномерно прогревают по всему закольцованному каналу 1 при работающем вентиляторе 9 и открытом шибере 12. При достижении рабочей температуры подачу горячих газов из топки 10 в закольцованный канал 1 прекращают. При закрытом шибере 12 и отключенном вентиляторе 9 через дверь 5 корпуса печи осуществляют горизонтальную загрузку выемных устройств 6 в зону пиролиза 7. После закрытия двери 5 шибер 12 открывают и включают вентилятор 9. В течение 2÷3 часов осуществляют процесс переугливания древесных брикетов 15 в непосредственном их контакте с циркулирующим потоком газового теплоносителя. Продукты терморазложения древесины выводятся из пиролизной печи на утилизацию сжиганием, при этом требуемую температуру пиролизной печи поддерживают за счет регулируемого подсоса наружного воздуха в пиролизную камеру, регулированием разряжения в пиролизной камере за счет поворотного шибера. Окончание пиролиза определяют визуально по характеру отходящих газов.

В настоящее время предлагаемое устройство для получения древесного угля прошло успешные полупромышленные испытания на одном из участков лесозаготовки в Сибири. Была достигнута производительность по древесному углю 0,3 т/час. при выходе — 350 кг древесного угля на тонну брикетов. Фактическая производительность полностью соответствовала расчетной производительности, предварительно заложенной в основу проектирования отдельных узлов устройства.

Испытания устройства в промышленных условиях доказали его работоспособность и энергоэффективность. Принимая во внимание простоту в изготовлении и эксплуатации, можно рекомендовать предлагаемое устройство для внедрения в производстве древесного угля с возможностью реализации в широком диапазоне производительности.

1. Установка для получения древесного угля, включающая корпус печи, снабженный термоизоляцией, выносную топку, сообщающуюся с камерой пиролиза, содержащей выемные устройства для загрузки древесины, систему газоходов и систему вывода отработанных газов, отличающаяся тем, что рабочее пространство печи выполнено в виде закольцованного канала, снабженного жаростойким вентилятором, поворотным шибером и газопроницаемым рекуператором, установленными внутри закольцованного канала, при этом газопроницаемый рекуператор выполнен из термостойкого кирпича.

2. Установка для получения древесного угля по п. 1, отличающаяся тем, что масса термостойкого кирпича для выполнения газопроницаемого рекуператора не менее чем в десять раз превышает массу загружаемой для пиролиза древесины.

3. Установка для получения древесного угля по п. 1, отличающаяся тем, что корпус печи снабжен дверью для горизонтальной загрузки-выгрузки выемных устройств.

4. Установка для получения древесного угля по п. 1, отличающаяся тем, что каждое выемное устройство выполнено в виде вертикальной стойки, равномерно снабженной по всей высоте фиксирующими стержнями, направленными вверх и закрепленными под углом к вертикальной стойке.

5. Установка для получения древесного угля по п. 1, отличающаяся тем, что поворотный шибер установлен перед дверью для горизонтальной загрузки-выгрузки выемных устройств.

6. Установка для получения древесного угля по п. 1, отличающаяся тем, что вентилятор, предпочтительно, установлен за зоной пиролиза по ходу газового потока.

findpatent.ru

Оборудование для производства древесного угля

Неплохим вариантом, при желании воссоздать собственный бизнес, может стать идея, которая основана на производстве древесного угля. Для того чтобы сформировать стартовый капитал, нет необходимости производить существенные затраты.

Наличие высокого спроса позволяет в скором времени иметь потребителей. Для размещения необходимого оборудования важно иметь в распоряжении площадь в 200 кв.м. Для произведения обслуживания одной печи потребуется иметь бригаду из четырех человек.

Различают несколько категорий оборудования, которое используют при производственном процессе угля: стационарный, передвижной и вспомогательный тип. Основной производства является углевыжигательная печь. С ее помощью выполняется процесс пиролиза древесины. Сегодня существуют печи различной конфигурации, работа которых осуществляется определенными методами.

Различают стационарный и передвижной вариант печи. Несмотря на подвиды, выходной продукт обладает одинаковыми характеристиками. Кроме функции производства, выходная печь обладает функцией утилизации. Это несет определенную выгоду в использовании непередвижных печей при выполнении лесозаготовительного спектра работ при безотходном производстве. Также печи нашли свое применение на строительных площадках. Для различного оборудования стоит купить хорошую консистентную смазку. Такая смазка используется для подшипников. Найти смазку можно на сайте rocolcom.ru.

Стационарный вариант печей предназначен для основного изготовления угля и подразумевает непрерывный процесс работ. При этом не требуется выполнять замену местоположение. Главным отличием печей будет выступать размер, объем задач и высокий уровень производительности. Для стационарной печи можно применить все разновидности топлива. Для передвижной печи потребуются отходы, которые получают после производства древесины.

Среди разновидностей углевыжигательного оборудования следует выделить печь, в которой не предусмотрено соприкасание древесины с газами топочного вида при пиролизе. Древесину будет расположено в отдельно предусмотренной камере, через отверстие которой будет выполнятся нагрев. Особенностью второго вида печи является реторт, который предназначен для качественного пиролиза на всех стадиях. Среди недостатков следует выделить наличие высокого уровня выброса обработанных газов в воздух. По этой причине для данного оборудования необходимо устанавливать очистные фильтры.

Для изготовления углевыжигательной печи используют кирпич или металл. Для изолирования метала используют термостойкий материал для того, чтобы предотвратить теплоотдачу. Жаростойкие материалы используют для изготовления камер и ретортов.

Другие новости:

coal-guru.com

Печи углевыжигательные для производства древесного угля. Углевыжигательная печь своими руками

Древесный уголь – один из самых древних видов топлива. Он используется не только для приготовления пищи и обогрева дома. Он применяется в химической и металлургической промышленности, в животноводстве и строительстве, медицине и фармакологии. Сегодня основная часть древесного угля изготавливается на мелких предприятиях. Производство древесного угля и его продажа – прибыльный бизнес в районах, где растут леса, и организовать его можно даже на собственном загородном участке.

Процесс углежжения

В качестве древесного сырья используются не только дрова различных пород дерева, но и отходы деревообрабатывающего или мебельного производства: сучки, пеньки, опилки. В болотистых местностях используется торф.

Древесина в процессе обугливания проходит три стадии: предварительную сушку, термическое разложение и охлаждение.

Первоначальная сушка и нагрев сырья в камере происходит за счет тепла, подаваемого извне. Собственный процесс выделения тепла (химическая экзотермическая реакция) начинается, когда температура древесины достигает 280°C. Дальше подвод тепла уже не нужен.

Готовый уголь после выжига охлаждается до температуры, при которой невозможно самовозгорание угля, то есть ниже 40°C.

В течение первых суток в смеси дымовых газов и продуктов обугливания еще много паров воды, которые выделяются в процессе сушки. Потом смесь становится суше и ее можно использовать как дополнительное топливо в той же печи или, что более эффективно, в рядом стоящей.

Оборудование для выжигания угля

Для производства древесного угля используют печи углевыжигательные различной мощности. Получается такой уголь в процессе пиролиза, то есть древесина прожигается без доступа кислорода.

Углевыжигательные печи для производства древесного угля выпускаются стационарные и мобильные.

Стационарное оборудование используется достаточно крупными производителями для непрерывного процесса пиролиза больших объемов древесины.

Большие печи намного производительней мобильных, в них можно использовать несколько видов топлива, но к ним предъявляются высокие требования по экологической безопасности.

Мобильные печи малопроизводительны, имеют небольшие размеры, и используются либо на местах, где есть сырье, например, на лесозаготовительных участках, либо там, где нужен конечный продукт, например, на строительных площадках.

В мобильных печах топливом служат те же отходы древесины, из которых уголь и производят.

Если печь работает на отходах, то выгода получается двойная, и уголь производится без дополнительных затрат на топливо, и перерабатываются отходы, которые все равно пришлось бы утилизировать, затратив на это средства и время. Такой вид производства древесного угля самый дешевый.

Углевыжигательное оборудование непрерывного действия

Отдельную группу составляют печи углевыжигательные, в которых дымовые газы от сгорающего топлива попадают в камеру, проходят через древесину, присоединяют к себе пары и газы, являющиеся продуктами сушки и обугливания древесного сырья, и выходят наружу. В них процесс пиролиза проходит наиболее равномерно, поскольку древесина непосредственно контактирует с теплоносителем, подающимся снизу. Но в пирогазах содержатся в большой концентрации химические соединения, которые являются продуктами разложения древесины, поэтому нужно устанавливать дополнительное оборудование для полезного использования или сжигания побочных продуктов пиролиза.

Так работают непрерывно действующие вертикальные реторты, в камере которых сушится древесина вверху, пиролиз проходит в среднем слое, прокалка угля и его остывание – в самом низу.

Непрерывно работают и печи углевыжигательные со сменными контейнерами или ретортами. Принцип действия таких установок состоит в том, что каждая последующая партия сырья нагревается до необходимой температуры за счет экзотермической реакции в предыдущей.

При этом процесс образования угля происходит в каждой реторте независимо от остальных, а печь, в топку которой отводятся пиролизные газы, располагается отдельно от сменных камер.

Реторты и камеры для пиролиза изготавливаются из металла с теплоизоляцией.

Углевыжигательное оборудование периодического цикла

Простейшей конструкцией углевыжигательной печи является обычная двухсотлитровая металлическая бочка, в которую укладывается и поджигается древесина. Дополнительное тепло не подводится, а парогазы выводятся через специальное небольшое отверстие. Производство низкокачественного угля, причем выход продукции меньше пятнадцати процентов, грязное, но практически беззатратное.

Существуют сегодня конструкции углевыжигательных печей, в которых нагреваются теплоносителем стенки камеры, от которых тепло передается к дровам в ней. Это, как правило, углевыжигательные печи периодического цикла, где через определенные промежутки времени происходит весь процесс выжигания угля: дрова загружаются, переугливаются, готовый уголь выгружается, опять загружаются дрова, и так далее.

В аппаратах смешанного действия периодически производится загрузка древесины и выгрузка готового угля, но какая-то часть древесины все время находится в процессе пиролиза.

Печи могут выполняться тоже из металла или кирпича.

Трехкамерная углевыжигательная печь

Парогазовая смесь, которая отводится из пиролизной камеры, при остывании конденсируется. Пиролизная жидкость (жижка) и неконденсируемые газы, поскольку широкого применения пока не находят, используются как дополнительное топливо в топочной камере. Вывод побочных продуктов для дожигания предусматривается конструкцией печи. Эффект такой конструкции не только в экономии топлива, но и в защите окружающей среды.

Трехкамерные печи углевыжигательные обеспечивают непрерывный цикл производства угля. В каждой камере проходит отдельно один из этапов цикла, причем начальная сушка сырья происходит за счет тепла, которое получается при горении пиролизных газов. Кроме экономии топлива, такие печи имеют массу других преимуществ. Поскольку загрузка древесины и выгрузка готового угля происходят в разное время, то обслуживающий персонал загружен более равномерно. Стоимость трехкамерной печи ниже, чем однокамерной такого же объема, а эффективность и срок службы выше за счет распределения нагрузки.

Такое оборудование рассчитано на длительную эксплуатацию в крупных производствах, а если его укомплектовать газогенераторным котлом, то в качестве топлива можно использовать опилки и стружку.

Однокамерная углевыжигательная печь

Древесный уголь в небольших количествах (до 8 тонн в месяц) можно производить в однокамерной печи. Полный цикл производства зависит от модели аппарата и может занимать 1-3 дня.

Такая печь может использоваться в частном хозяйстве, в предприятиях общественного питания, с целью утилизации отходов производства и некондиционной продукции на небольших деревообрабатывающих предприятиях.

Принцип производства в них и крупногабаритных промышленных печах не отличается. Однокамерные печи обычно меньших размеров, загружается сырья в них тоже меньше, но и места занимают меньше, их легко при необходимости перевозить.

За рубежом давно существует производство углевыжигательных печей для домашнего использования. Блюда на гриле или барбекю готовятся на экологически чистом древесном угле.

Характеристики и конструкция углевыжигательной печи

Производители углевыжигательных печей, как зарубежные, так и отечественные, в качестве первой характеристики указывают рабочий объем одной камеры и общее количество камер в печи. Потом обычно указывается объем дров с заданными размерами и влажностью, который можно в печь единовременно загрузить. Этот показатель важен для соблюдения следующего параметра – продолжительности в часах основного рабочего цикла.

Чтобы определить эффективность работы конкретной модели, задаются два параметра для древесины одной породы – расчетное количество загружаемых в пиролизную камеру дров и выход из них угля.

Последними указываются габаритные размеры печи и ее масса. Если устройство не предполагается перевозить, эти данные могут не играть особой роли, а вот при транспортировке могут стать определяющими.

Как правило, бытовая однокамерная печь представляет собой уложенную с небольшим уклоном или установленную на опоры металлическую бочку со встроенной в нижней части топкой.

Сама топка, корпус печи, короб трубы и дверца люка выполнены из стали толщиной не менее 3 мм, а наружная обшивка – 1 мм.

Двухсторонние сварные швы, которыми соединяются обечайки корпуса, усиливаются бандажами, которые выполняются из трубы прямоугольного сечения, придают жесткость конструкции и дополнительную прочность, если в емкости вдруг возрастет давление.

Для снижения теплопотерь между корпусом камеры и наружной обшивкой прокладывается термоизоляционный материал. Эта мера повышает КПД печи. Стенки топки изнутри выкладываются огнеупорным кирпичом.

Устройства для дожига продуктов обугливания может поставляться отдельно.

Углевыжигательная печь своими руками

Бочка на подставке — простейшая конструкция, но для большей эффективности и пожарной безопасности бочку нужно устанавливать на негорючее основание или закапывать в яму.

Из кирпича или металла можно самостоятельно изготавливать углевыжигательные печи. Чертеж можно найти в интернете, как, впрочем, и достаточно подробные описания. Правда, при этом нужно понимать, что качество самодельной печи и конечного продукта значительно ниже, да и больших объемов угля не будет.

На дачном участке можно сделать угольную яму, а можно из бочек соорудить углевыжигательную печь. Для этого нужно выкопать яму такого диаметра, чтобы в нее поместилась бочка, которую нужно еще обложить кирпичом, в дне бочки прорезать отверстие диаметром приблизительно 100 мм и поставить ее в яму отверстием вниз.

Затем нужно обложить бочку кирпичами, щели вверху закрыть каким-нибудь несгораемым материалом, минеральной ватой утеплить верхнее днище. Вот и все, можно получать свой уголь для камина и мангала.

Конструкция из двух бочек более эффективна и надежна. Емкость, которая по объему в два раза меньше, ставят в большую, заполняют ее дровами и плотно закрывают крышкой, а в пространство между стенками засыпают мелкофракционные отходы древесины и поджигают их, затем большую бочку тоже закрывают крышкой, в которую вставлена труба. Но обе эти печи пригодны для использования только вне помещений и достаточно далеко от них.

fb.ru