САРЫМСАКОВ, Жиргалбек Омуралиевич (ул. Суюмбаева, д. 144 кв. 41, Бишке, 1 Bishkek, 720011, KG)
САРЫМСАКОВ, Жиргалбек Омуралиевич (ул. Суюмбаева, д. 144 кв. 41, Бишке, 1 Bishkek, 720011, KG)
| ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сжигания твердого топлива, при котором подают топливо и воздух в зону горения, газовые остатки горения отводят в атмосферу через теплообменник, а твердые остатки собирают в золосборник, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в зоне горения предварительно создают горящий слой, топливо с воздухом подают сверху вниз, создают в камере сгорания избыточное давление, газообразные и твердые продукты горения удаляют из зоны горения через колосник в зольную камеру, затем газообразные продукты горения отводят в теплообменник. 2. Устройство для осуществления способа по п.1 , содержащее бункер для твердого топлива с устройством подачи топлива и воздуха в топку, топку, состоящую из камеры сгорания, теплообменную камеру с теплообменником, сообщенную с дымоходной трубой, зольной камеры с золосборником, о т л и ч а ю е е с я тем, что камера сгорания содержит каналы подачи топлива и воздуха в подовой части и колосник в донной части, камера сгорания размещена с кольцевым зазором в зольной камере, сообщающейся с теплообменной камерой. |
Изобретения относятся к области теплоэнергетики, а именно к способам сжигания твердого топлива и топочным устройствам с односторонним принудительным поддувом и может найти применение при отоплении зданий и сооружений твердым топливом.
Известен способ сжигания и сухой перегонки твердого топлива (патент РФ Xe 2319065, F23BЗO/OO , опубл.10.03.2008 г.), который включает помещение порции топлива в камеру, нагревание его до температуры выхода летучих, разделение паровой и твердой фаз и сжигание последней в топке, причем перед помещением топлива в камеру ее нагревают изнутри выше температуры, при которой происходит выход основной массы летучих веществ, а помещение топлива в камеру сопровождают ударением его о стенки камеры.
Недостатком описанного способа сжигания твердого топлива является его сложность, обусловленная многооперационностью подготовки топлива к фазе горения. Наиболее близким к заявленному является способ сжигания твердого топлива и устройство для его осуществления (патент РФ JVa 2294483, F 23В 40/00, F 23C 5/08 , опубл. 27.02. 2007г.).
Согласно этому способу перед сжиганием топливо сортируют на заданные размеры либо гранулируют. Топливо и воздух подают в зону горения по заранее заданному алгоритму, обеспечивающему мощность топки и полноту сгорания топлива. Газовые остатки горения отводят в атмосферу через теплообменник, а твердые остатки - в золосборник. Топливо в зону горения подают вместе с воздухом снизу вверх. Твердые остатки, шлак и зола, автоматически удаляются из зоны горения подаваемыми в нее топливом и воздухом, которые при этом подогреваются верхними слоями шлака и золы. Время между периодами подачи топлива в топку определяют из зависимости, чтобы образовавшиеся твердые остатки своевременно заменялись новым топливом. Устройство для осуществления этого способа сжигания твердого топлива, содержит бункер для твердого топлива, теплообменник, топку, устройства подачи топлива и воздуха в топку, золосборник, блок управления (контроллер), датчики температуры, электрические приводы и вертикальную горелку, выполненную в виде оболочки усеченного конуса с отверстиями для прокачки воздуха и соединенную узкой стороной с устройством подачи топлива и воздуха, представляющего собой коллектор, соединенный с вентилятором. При этом устройство подачи топлива снабжено шнековым конвейером, часть трубы которого, находящаяся в коллекторе, снабжена отверстиями для воздуха.
Недостатками описанных способа сжигания твердого топлива и устройства для его осуществления являются низкая эффективность процесса горения, так как, нижняя подача в топку топлива с воздухом и непосредственный выход пиролизных газов через дымоход, выполненный в ее потолочной части, не позволяют создать постоянно горящий слой для полного сгорания порционно поступающего топлива, что влечет повышенную зольность и токсичность утилизируемых топочных газов.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности сжигания твердого топлива, при снижении зольности и токсичности утилизируемых топочных газов.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе сжигания твердого топлива топливо и воздух в зону горения подают сверху вниз по заданному алгоритму, обеспечивающему оптимальную мощность топки и полноту сгорания топлива, при этом в зоне горения предварительно создают горящий слой и избыточное давление, а отведение топочных газов осуществляют из под зоны горения, причем топочные газы перед выходом в атмосферу пропускают через теплообменник, а твердые остатки под действием силы тяжести и избыточного давления в зоне горения поступают в золосборник.
Устройство для осуществления предлагаемого способа сжигания твердого топлива, содержит бункер для твердого топлива с устройством подачи топлива и воздуха в топку, теплообменную камеру с теплообменником и сообщенную с дымоходной трубой, топку, состоящую из камеры сгорания с каналом подачи топлива и воздуха в подовой части и колосником в донной, зольной камеры с золосборником, блока управления подачей топлива и воздуха, причем камера сгорания размещена с кольцевым зазором между ее наружной поверхностью и корпусом устройства в зольной камере, посредством которого зольная камера сообщается с теплообменной камерой.
Подача в зону горения топлива с воздухом сверху вниз на предварительно созданный горящий слой создает условия для интенсивного образования пиролизных газов, которые, проходя через горящий слой под избыточным давлением и смешиваясь с воздушным кислородом, под колосниками образуют горючий газ, при горении которого выделяется тепло, обеспечивающее поддержание стабильного состояние горящего слоя и полное сгорание всех летучих веществ, что влечет заметное снижение зольности и вредных выбросов. Таким образом, выброс топочных газов из под зоны горения способствует интенсивной теплоотдаче в теплообменнике и снижает токсичность отходящих газов. Устройство для сжигания твердого топлива иллюстрируется Фиг. 1 , где схематично изображен общий вид устройства.
Устройство для сжигания твердого топлива содержит бункер 1 (возможно осуществление загрузки ручным способом) для твердого топлива, устройство 2 для подачи топлива и воздуха в топку, теплообменную камеру 3 с теплообменником 4, сообщающуюся с дымоходной трубой 5. Топка состоит из камеры сгорания 6, каналами 8 и 9 в подовой части для подачи топлива и воздуха соответственно (на Фиг.l показан вариант с совмещенными каналами 8 и 9), а в ее донной части установлен колосник 10. Камера сгорания 6 размещена с кольцевым зазором в зольной камере 11 с золосборником в нижней части. Зольная камера 11 сообщается с теплообменной камерой 3 посредством кольцевого зазора между наружной стенкой топки и корпусом. Камера сгорания может быть снабжена герметичной дверцей 7, обеспечивающей доступ в камеру сгорания для размещения начальной ратопочной порции топлива, а также для эксплуатационного обслуживания топки.
Устройство 2 для подачи топлива и воздуха в топку может быть оборудовано блоком управления любой известной конструкции, для контроля за подачей воздуха и топлива. Способ сжигания твердого топлива реализуется следующим образом. В камере сгорания 6 на колоснике 10 предварительно создают горящий слой, например из горящих сухих дров, на который через канал 9 принудительно подают атмосферный воздух, а из бункера 1 порционно через канал 8 подают твердое топливо. В камере сгорания 6 создается избыточное давление, при котором твердое топливо загорается от высокой температуры горящего слоя и выделяет пиролизные газы. Пиролизные газы под давлением проходят через горящий слой и колосник 10 соединяются в зольной камере 11 с атмосферным кислородом, не вступившим в реакцию, и образуют горючие газы. Горючие газы при горении под колосником выделяют большое количество тепла, которое поддерживает стабильное состояние горящего слоя, обеспечивают сгорание ядовитых летучих продуктов и догорание твердых частицы топлива. При этом проходящие через колосник 10 твердые продукты горения и несгоревшие остатки топлива оседают в золосборнике. Топочные газы из зольной камеры 11 поступают в теплообменную камеру 3, отдавая тепло теплообменнику 4, охлаждаются и через дымоходную трубу 5 выбрасываются в атмосферу. Процесс розжига начальной порции топлива (особенно в случае использования топлива, требующего высокой температуры возгорания) можно осуществлять, загружая эту порцию как непосредственно из бункера 1 через канал 8, так и через специальную дверцу 7.
Применение блока управления позволяет автоматизировать и оптимально настроить процесс подачи воздуха и топлива в зависимости от выбранного вида горючего материала.
Изобретение позволяет создать экологически чистый, практически бездымный способ сжигания твердого топлива при повышении полноты его сгорания с высоким коэффициентом теплообразования и теплоотдачи, а также упрощает конструкцию топки и повышении ее КПД при увеличении степени термического разложения топлива, что позволяет снизить количество вредных выбросов в атмосферу.
Предложенное изобретение может найти самое широкое применение, поскольку не требует предварительной подготовки топлива, обеспечивает эффективное сгорание практически любых видов горючих материалов и их смесей, включая бытовой мусор.