RU2737256C1 - Device for solid fuel combustion in pulsating flow - Google Patents

Abstract

FIELD: heat power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to heat engineering, in particular to devices for combustion of secondary solid hydrocarbon materials, for example used tires or industrial rubber articles, in order to recycle combustible wastes. Device for combustion of solid fuel in pulsating flow includes tight bin with sluices, and located under it sealed pre-combustion chamber with sluice, under which there is tightly arranged retort with sluice. At the same time the sluices have electric drives for their opening and closing from the control unit, which is made with computer support. Sealed retort is located inside combustion chamber equipped with burner, at that, retort has branch pipe with electrically driven gate valve to discharge pyrolysis gas to consumers. Combustion chamber serves for fuel combustion and heating due to heat release of retort surface. There is blower of blow air supply to external burners, at that, blasting air is supplied from fan to external burners of combustion chamber and serves for intensification of fuel combustion process at reheating of retort. There is a resonator tube attached to the combustion chamber and serving for removal of combustion products. Note here that combustion chamber, retort, pre-combustion chamber, hopper, resonator tube, pyrolysis gas discharge pipe and air and fuel feed lines have temperature, pressure and gas composition sensors. On the air and fuel supply lines, in the pyrolysis gas discharge branch pipe and in the resonator pipe there are flow meters. Computer control unit is electrically connected with temperature, pressure and gas composition sensors, electric drives of gate valves, sluices, a fan and with an electric drive of change of the resonator pipe, by means of which computerized control of the combustion process is carried out.

EFFECT: obtaining qualitative pyrolysis gas in thermochemical decomposition of solid hydrocarbon materials without air access.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания вторичных твердых углеводородных материалов, например отработанных шин или резинотехнических изделий, с целью утилизации горючих отходов.The invention relates to thermal power engineering, in particular to devices for the combustion of secondary solid hydrocarbon materials, such as waste tires or rubber products, for the purpose of utilizing combustible waste.

Устройство может быть использовано в агрегатах для пиролизной переработки побочных органических продуктов сельскохозяйственных и пищевых предприятий, нефтехимии и нефтепереработки, а также для утилизации вторичного бытового горючего сырья.The device can be used in units for pyrolysis processing of organic by-products of agricultural and food enterprises, petrochemistry and oil refining, as well as for the disposal of secondary household fuel.

Известно устройство, содержащее реторту, шлюзы, камеру горения, внешние горелки, аэродинамические клапаны, пиролизные горелки, золоуловитель, резонаторную трубу, блок управления, электропривод изменения длины резонаторной трубы (см. патент РФ 2539414, электронный доступ: https://findpatent.ru/patent/253/2539414.html).A device is known that contains a retort, sluices, a combustion chamber, external burners, aerodynamic valves, pyrolysis burners, an ash collector, a resonator tube, a control unit, an electric drive for changing the length of the resonator tube (see RF patent 2539414, electronic access: https://findpatent.ru /patent/253/2539414.html).

Недостатки известного устройства:Disadvantages of the known device:

1. Невозможность получения качественного пиролизного газа, так как отсутствует возможность термохимического разложения углеводородных материалов из-за проникновения воздуха в реторту, в результате чего в ней происходит процесс горения.1. The impossibility of obtaining high-quality pyrolysis gas, since there is no possibility of thermochemical decomposition of hydrocarbon materials due to the penetration of air into the retort, as a result of which the combustion process takes place in it.

2. Пиролизный газ – как ценный и качественный продукт не отводится потребителям.2. Pyrolysis gas - as a valuable and high-quality product, is not supplied to consumers.

Указанные недостатки устранены в заявляемом изобретении, которое направлено на решение задачи получения качественного пиролизного газа при осуществлении термохимического разложения твердых углеводородных материалов без доступа воздуха.These disadvantages are eliminated in the claimed invention, which is aimed at solving the problem of obtaining high-quality pyrolysis gas when carrying out thermochemical decomposition of solid hydrocarbon materials without air access.

Задача решена в заявляемом изобретении путем герметизации реторты с помощью электроприводных шлюзов и осуществления компьютерного управления термохимическим разложением твердых углеводородных материалов без доступа воздуха за счет регулирования температуры и давления внутри реторты с помощью электроприводных задвижек на линиях отвода пиролизного газа к внутренним пиролизным горелкам и на патрубке отвода пиролизного газа потребителям.The problem is solved in the claimed invention by sealing the retort with the help of electrically driven locks and the implementation of computer control of the thermochemical decomposition of solid hydrocarbon materials without air access by regulating the temperature and pressure inside the retort using electric valves on the pyrolysis gas outlet lines to the internal pyrolysis burners and on the pyrolysis outlet gas to consumers.

В качестве используемого для пиролиза твердого углеводородного материала взяты автомобильные резиновые шины.Automobile rubber tires were taken as the solid hydrocarbon material used for pyrolysis.

Схема заявляемого устройства в продольном разрезе приведена на чертеже, где позициями обозначены следующие элементы и узлы:A diagram of the proposed device in longitudinal section is shown in the drawing, where the positions indicate the following elements and assemblies:

1 - бункер,1 - bunker,

2 - шины,2 - tires,

3 - шлюз бункера нижний,3 - bottom lock of the bunker,

4 - форкамера,4 - prechamber,

5 - камера горения,5 - combustion chamber,

6 - шлюз форкамеры,6 - prechamber gateway,

7 - реторта,7 - retort,

8 - пиролизные горелки,8 - pyrolysis burners,

9 - шлюз реторты,9 - retort gateway,

10 - топливо,10 - fuel,

11 - электроприводные задвижки,11 - electric gate valves,

12 - дутьевой воздух,12 - blast air,

13 - внешние горелки,13 - external burners,

14 - атмосферный воздух,14 - atmospheric air,

15 - электрические связи,15 - electrical connections,

16 - аэродинамические клапаны,16 - aerodynamic valves,

17 - золоуловитель,17 - ash collector,

18 - шлюз золоуловителя,18 - ash collector sluice,

19 - электроприводы открытия и закрытия шлюзов,19 - electric drives for opening and closing sluices,

20 - вентилятор,20 - fan,

21 - блок компьютерного управления,21 - computer control unit,

22 - патрубок отвода пиролизного газа,22 - pyrolysis gas outlet pipe,

23 - пиролизный газ потребителям,23 - pyrolysis gas to consumers,

24 - электропривод изменения длины резонаторной трубы,24 - electric drive for changing the length of the resonator tube,

25 - продукты сгорания,25 - combustion products,

26 - резонаторная труба,26 - resonator tube,

27 - шлюз бункера верхний,27 - upper airlock of the bunker,

28 - термометр,28 - thermometer,

29 - манометр,29 - pressure gauge,

30 - газоанализатор,30 - gas analyzer,

31 - расходомер,31 - flow meter,

32 - датчики уровня наполнения шинами.32 - tire level sensors.

На чертеже тонкими пунктирными линиями показаны электрические связи между блоком компьютерного управления 21 и электроприводами закрытия и открытия шлюзов, задвижек и электроприводом 24 изменения длины резонаторной трубы 26.In the drawing, thin dashed lines show electrical connections between the computer control unit 21 and the electric drives for closing and opening the locks, valves and the electric drive 24 for changing the length of the resonator tube 26.

Номера позицией электроприводных задвижек и электроприводов для закрытия и открытия шлюзов на чертеже одинаковые во всех точках и обозначены соответственно как 11 и 19. The position numbers of electric actuated valves and electric actuators for closing and opening sluices in the drawing are the same at all points and are designated as 11 and 19, respectively.

Количество шин 2 в бункере 1 и в реторте 7 для удобства изображения показано условно по три штуки.The number of tires 2 in the hopper 1 and in the retort 7 for the convenience of the image is shown conventionally in three pieces.

Тепловая изоляция заявляемого устройства условно не показана.Thermal insulation of the claimed device is not shown conventionally.

Вертикальная штрих пунктирная линия означает линию симметрии.The vertical dash-dotted line indicates the line of symmetry.

Назначение и взаимодействие элементов и узлов на фиг. следующее.The purpose and interaction of elements and nodes in FIG. following.

Приемный бункер 1 герметичен и служит для накопления и подготовки шин 2 к загрузке в герметичную реторту 7 для их термохимического разложения без доступа воздуха.The receiving hopper 1 is sealed and serves to accumulate and prepare tires 2 for loading into a sealed retort 7 for their thermochemical decomposition without air access.

Герметичные шлюзы нижний 3 и верхний 27, также как и другие шлюзы в составе заявляемой установки, конструктивно представляют собой листы из жаропрочной стали с теплоизолирующими прокладками и огнеупорными покрытиями и имеющие профилированные по периметрам обода с уплотнениями из термически устойчивых материалов.Sealed locks lower 3 and upper 27, as well as other locks in the claimed installation, structurally represent sheets of heat-resistant steel with heat-insulating gaskets and refractory coatings and having rims profiled along the perimeters with seals made of thermally stable materials.

Открытие и закрытие шлюзов производится при помощи электроприводов 19 по программной компьютерной команде, поступающей из блока 21 по электрическим связям 15.The opening and closing of the locks is carried out with the help of electric drives 19 according to a program computer command coming from block 21 via electrical connections 15.

Наличие герметичных шлюзов и электроприводов для их открытия и закрытия по программируемой компьютерной команде из блока управления является отличительным признаком, обеспечивающим получение положительного технического результата в заявляемом изобретении по сравнению с известной конструкцией.The presence of sealed locks and electric drives for their opening and closing by a programmed computer command from the control unit is a distinctive feature that ensures a positive technical result in the claimed invention in comparison with the known design.

Герметичная форкамера 4 служит для предотвращения притока свежего воздуха в реторту 7 при загрузке в нее новой порции шин 2 из бункера 1 при открытых шлюзах 6 и 3.The sealed prechamber 4 serves to prevent the inflow of fresh air into the retort 7 when a new portion of tires 2 is loaded into it from the hopper 1 with open sluices 6 and 3.

Форкамера 4 отделяет зону термохимического разложения шин 2 без доступа воздуха, находящуюся внутри реторты 7, от зоны сжигания топлива в камере горения 5.Prechamber 4 separates the zone of thermochemical decomposition of tires 2 without air access, which is inside the retort 7, from the zone of fuel combustion in the combustion chamber 5.

Наличие форкамеры 4 является отличительным признаком, обеспечивающим положительный технический результат по получению качественного пиролизного газа в заявляемом изобретении по сравнению с известной конструкцией.The presence of the prechamber 4 is a distinctive feature that provides a positive technical result for obtaining high-quality pyrolysis gas in the claimed invention in comparison with the known design.

Камера горения 5 служит для сжигания топлива 10 и нагрева за счет выделяющегося при этом тепла поверхности реторты 7 после загрузки в нее новой порции шин.The combustion chamber 5 is used to burn fuel 10 and heat the surface of the retort 7 due to the heat released during this process after loading a new portion of tires into it.

Шлюз 6 имеет электропривод 19 (номера позиций электроприводов на чертеже у всех шлюзов одинаковые), соединенный электрической связью с блоком управления 21, и служит для открытия по компьютерной команде реторты 7 перед загрузкой в нее шин 2 из бункера 1 и герметизации ее путем закрытия шлюза 6 после загрузки.The gateway 6 has an electric drive 19 (the position numbers of the electric drives in the drawing are the same for all the gateways), electrically connected to the control unit 21, and serves to open the retort 7 at a computer command before loading tires 2 from the hopper 1 into it and sealing it by closing the gateway 6 after loading.

Реторта 7 обеспечивает герметичный нагрев шин и последующее термохимическое разложение без доступа воздуха с предотвращением их возгорания.Retort 7 provides hermetic heating of tires and subsequent thermochemical decomposition without air access, preventing their ignition.

Отсутствие горения шин в реторте 7 является отличительным признаком заявляемого изобретения, который позволяет достигнуть положительного технического результата – получения качественного пиролизного газа.The absence of burning tires in the retort 7 is a distinctive feature of the claimed invention, which allows you to achieve a positive technical result - obtaining high-quality pyrolysis gas.

В известном устройстве стадия горения шин является неотъемлемой в процессе утилизации шин и поэтому невозможно получение качественного пиролизного газа с гарантированным химическим составом, который мог быть использован как ценное сырье для дальнейшей нефтехимической переработки у потребителя.In the known device, the tire combustion stage is integral in the tire recycling process and therefore it is impossible to obtain high-quality pyrolysis gas with a guaranteed chemical composition, which could be used as a valuable raw material for further petrochemical processing by the consumer.

Пиролизные горелки 8 служат для сжигания в них определенной части пиролизного газа, образующегося в реторте 7 при термохимическом разложении шин без доступа воздуха.Pyrolysis burners 8 are used to burn a certain part of the pyrolysis gas generated in the retort 7 during the thermochemical decomposition of tires without air access.

Получаемая теплота расходуется для обогрева стенки реторты при поддержании температурного уровня процесса термохимического разложения шин.The resulting heat is consumed to heat the retort wall while maintaining the temperature level of the thermochemical decomposition of tires.

Расход пиролизного газа через горелки 8 по компьютерной команде регулируется величиной открытия и закрытия задвижек, которые входят в состав горелок и имеют электрическую связь 15 с блоком компьютерного управления 21.The flow of pyrolysis gas through the burners 8 is controlled by a computer command by the value of opening and closing the valves, which are part of the burners and have an electrical connection 15 with the computer control unit 21.

Через электроприводной шлюз 9 реторты путем его открытия по компьютерной команде по электрической связи от блока 21удаляются твердые остатки и зола от термохимического разложения шин.Through the electric drive gateway 9 of the retort by opening it by a computer command by electrical connection from the block 21, solid residues and ash from the thermochemical decomposition of tires are removed.

После удаления остатков золы шлюз 9 по компьютерной команде от блока 21 с помощью электропривода 19 закрывается, обеспечивая герметичность реторты 7.After removing the ash residues, the gateway 9 is closed by a computer command from the block 21 with the help of an electric drive 19, ensuring the tightness of the retort 7.

Топливо 10 представляет углеводородный газ природного или синтетического происхождения, состав которого перед подачей в горелки 13 определяется при помощи газоанализатора 30, а давление, температура и расход измеряется первичными датчиками 28,29,31, соединенных для передачи данных в виде электрических сигналов, как и газоанализатор 30, электрической связью 15 с блоком компьютерного управления 21.Fuel 10 is a hydrocarbon gas of natural or synthetic origin, the composition of which, before being fed to the burners 13, is determined using a gas analyzer 30, and the pressure, temperature and flow rate are measured by primary sensors 28, 29, 31, connected to transmit data in the form of electrical signals, like a gas analyzer 30, electrical connection 15 with the computer control unit 21.

Электроприводные задвижки 11 служат для регулирования расхода топлива 10 во внешние горелки 13.Electrically driven valves 11 are used to regulate the fuel consumption 10 to external burners 13.

Дутьевой воздух 12 поступает от вентилятора 20 и служит для интенсификации процесса сжигания топлива 10 при разогреве реторты 7. The blast air 12 comes from the fan 20 and serves to intensify the combustion of fuel 10 when the retort 7 is heated.

Регулирование расхода воздуха осуществляется по компьютерной команде с блока 21 по электрической связи 15 при помощи задвижек 11 (номера позиций на чертеже для всех задвижек одинаковые) на основании электрических сигналов с первичных датчиков 28, 29, 30, 31 (на чертеже для удобства датчики показаны лишь перед одной горелкой).Air flow control is carried out by a computer command from unit 21 via electrical connection 15 using valves 11 (the position numbers in the drawing are the same for all valves) based on electrical signals from primary sensors 28, 29, 30, 31 (for convenience, sensors are shown in the drawing only in front of one burner).

Внешние горелки 13 предназначены для сжигания газообразного топлива 10 в смеси с дутьевым воздухом 12, поступающим от вентилятора 20, и снабжены системой воспламенения топлива от запальников по компьютерной команде от блока 21 (на чертеже запальники условно не показаны). External burners 13 are designed to burn gaseous fuel 10 in a mixture with blast air 12 coming from fan 20, and are equipped with a fuel ignition system from ignitors on a computer command from unit 21 (ignitors are not conventionally shown in the drawing).

Атмосферный воздух 14 поступает через регулируемые по компьютерной программе блока 21 электроприводные задвижки и аэродинамические клапаны 16 в камеру горения 5 при выделении пиролизного газа, выходящего через горелки 8.Atmospheric air 14 enters through the electric valves and aerodynamic valves 16 controlled by the computer program of the unit 21 into the combustion chamber 5 with the release of pyrolysis gas escaping through the burners 8.

С началом выделения пиролизного газа, выходящего из реторты под давлением, внешние горелки 13 в зависимости от значения температуры внутри реторты 7 переводятся на горение с пониженным расходом топлива или отключаются от подачи через них топлива и воздуха по компьютерной команде от блока 21.With the beginning of the release of pyrolysis gas leaving the retort under pressure, external burners 13, depending on the temperature value inside the retort 7, are transferred to combustion with a reduced fuel consumption or disconnected from the supply of fuel and air through them by a computer command from unit 21.

Аэродинамические клапаны 16, внешние горелки 13, пиролизные горелки 8 расположены по окружности симметрично. Aerodynamic valves 16, external burners 13, pyrolysis burners 8 are arranged symmetrically around the circumference.

Золоуловитель 17 служит для накопления твердых негорючих отходов и золы, поступающих после термохимического разложения шин из реторты при открытии шлюза 9.Ash catcher 17 serves for the accumulation of solid non-combustible waste and ash coming after the thermochemical decomposition of tires from the retort when the lock 9 is opened.

Шлюз 18 открывается и закрывается по компьютерной команде от блока 21 с помощью электропривода 19 и предназначен для удаления золы и отходов из золоуловителя 17.The gateway 18 opens and closes by a computer command from the unit 21 using the electric drive 19 and is designed to remove ash and waste from the ash collector 17.

Вентилятор 20 служит для подачи необходимого для сжигания топлива 10 количества воздуха во внешние горелки 13 в соответствии с компьютерной программой от блока 21 и регулирования этого количества по показаниям первичных датчиков 28, 29, 30, 31.The fan 20 serves to supply the amount of air required for combustion of fuel 10 to the external burners 13 in accordance with the computer program from the unit 21 and to regulate this amount according to the readings of the primary sensors 28, 29, 30, 31.

Блок компьютерного управления 21 служит для автоматизации запуска заявляемого устройства в работу при первичном розжиге внешних горелок 13 и для контроля и регулирования по компьютерной программе процесса термохимического разложения шин по электрическим сигналам, поступающим в блок 21 от первичных датчиков 28, 29, 30, 31.The computer control unit 21 serves to automate the launch of the claimed device into operation during the primary ignition of external burners 13 and to control and regulate the thermochemical decomposition of tires according to the computer program by electrical signals supplied to the unit 21 from the primary sensors 28, 29, 30, 31.

Наличие блока 21 с программным компьютерным управлением является отличительным признаком для достижения положительного технического результата по получению качественного пиролизного газа и отпуска его потребителям в количестве, при котором оставшейся части пиролизного газа достаточно для работы пиролизных горелок 8.The presence of block 21 with programmed computer control is a hallmark for achieving a positive technical result for obtaining high-quality pyrolysis gas and supplying it to consumers in an amount at which the remaining part of the pyrolysis gas is sufficient for the operation of pyrolysis burners 8.

Патрубок 22 служит для снабжения потребителей качественным пиролизным газом, расход которого регулируется по компьютерной программе от блока 21 по электрической связи с помощью электроприводной задвижки.The branch pipe 22 serves to supply consumers with high-quality pyrolysis gas, the flow of which is regulated by a computer program from unit 21 by electrical connection using an electric valve.

Наличие электроприводной задвижки (номер позиции 11 на чертеже одинаковый для всех задвижек) для компьютерного регулирования количества отпускаемого потребителям пиролизного газа в зависимости от стадии процесса термохимического разложения шин в реторте 7 является отличительным признаком заявляемого изобретения, обеспечивающим достижение положительного технического результата.The presence of an electrically driven valve (position number 11 in the drawing is the same for all valves) for computer control of the amount of pyrolysis gas supplied to consumers, depending on the stage of the process of thermochemical decomposition of tires in retort 7, is a distinctive feature of the claimed invention, ensuring the achievement of a positive technical result.

Автоматическое регулирование качества отпускаемого потребителям пиролизного газа осуществляется блоком 21 на основании электрических сигналов от расположенных в патрубке 22 первичных датчиков температуры, давления, состава и расхода пиролизного газа.Automatic control of the quality of the pyrolysis gas supplied to consumers is carried out by the block 21 on the basis of electrical signals from the primary sensors of temperature, pressure, composition and flow rate of the pyrolysis gas located in the branch pipe 22.

Регулирование качества пиролизного газа по его составу производится путем изменения температуры термохимического разложения и скорости подвода теплоты к стенке реторты. The regulation of the quality of the pyrolysis gas by its composition is carried out by changing the temperature of thermochemical decomposition and the rate of heat supply to the retort wall.

Это достигается воздействием на режим пульсационного горения пиролизного газа с помощью выбора компьютерной программой блока 21 расхода пиролизного газа через горелки 8, изменения расхода воздуха электроприводными задвижками на аэродинамических клапанах 16 и регулированием длины резонаторной трубы 26 посредством электропривода 24. Резонаторная труба 26 конструктивно является составной и представляет собой выдвигаемую коаксиальную внутреннюю цилиндрическую обечайку с расположенной на ней зубчатой рейкой, которая имеет длину равную длине выдвижения обечайки и находится в зацеплении с зубчатой шестерней (на чертеже эти элементы отдельными позициями не обозначены), закрепленной на валу электропривода 24. Выдвигаемая коаксиальная обечайка расположена по скользящей посадке в неподвижном цилиндрическом основании (на чертеже основание показано утолщенной линией), прикрепленном к камере горения 5. На основании расположен электропривод 24 с зубчатой шестерней. По компьютерной команде блока 21, переданной в виде электрического сигнала на реверсивный электропривод 24, начинает вращаться его вал с закрепленной на нем зубчатой шестерней, которая находится в зацеплении с зубчатой рейкой, закрепленной на выдвигаемой внутренней цилиндрической обечайке. За счет преобразования вращательного движения зубчатой шестерни, находящейся на валу электропривода 24 в поступательное движение рейки, расположенной на выдвигаемой обечайке, происходит изменение длины резонаторной трубы 26.This is achieved by influencing the mode of pulsating combustion of the pyrolysis gas by selecting the pyrolysis gas flow rate through the burners 8 by the computer program of the unit 21, changing the air flow rate by electric valves on the aerodynamic valves 16 and by adjusting the length of the resonator tube 26 by means of the electric drive 24. The resonator tube 26 is structurally composite and represents is a retractable coaxial inner cylindrical shell with a toothed rack located on it, which has a length equal to the length of the shell extension and is in engagement with a toothed gear (in the drawing, these elements are not indicated by separate positions), fixed on the shaft of the electric drive 24. The extendable coaxial shell is located along the sliding landing in a stationary cylindrical base (in the drawing, the base is shown by a thickened line), attached to the combustion chamber 5. On the base is an electric drive 24 with a toothed gear. At the computer command of the block 21, transmitted in the form of an electrical signal to the reversible electric drive 24, its shaft starts to rotate with a toothed gear attached to it, which is in engagement with a toothed rack attached to the extendable inner cylindrical shell. By converting the rotational motion of the toothed gear located on the shaft of the electric drive 24 into the translational movement of the rack located on the retractable shell, the length of the resonator tube 26 changes.

Датчики 32, соединенные электрическими связями с блоком 21, служат для контроля и регулирования величины загрузки шинами бункера 1 и реторты 7.Sensors 32, electrically connected to block 21, serve to control and regulate the amount of loading by tires of the hopper 1 and retort 7.

Заявляемая конструкция работает следующим образом.The claimed design works as follows.

Через бункер 1, форкамеру 4 при открытых шлюзах 3, 6, 27 и закрытом шлюзе 9, в реторту 7 загружаются шины 2.Through bunker 1, prechamber 4 with open sluices 3, 6, 27 and closed sluice 9, tires 2 are loaded into retort 7.

После заполнения реторты 7 шлюзы 3 и 6 закрываются по компьютерной команде блока 21 на основании сигнала датчика 32 при помощи электроприводов 19 и шинами 2 загружается бункер 1, после заполнения которого по сигналу с датчика 32 электроприводной шлюз 27 закрывается также по компьютерной команде. After filling the retort 7, the sluices 3 and 6 are closed at the computer command of the unit 21 based on the signal from the sensor 32 by means of the electric drives 19 and the buses 2, the hopper 1 is loaded, after which, upon the signal from the sensor 32, the electric drive lock 27 is also closed by the computer command.

По компьютерной команде от блока 21 включается вентилятор 20, открываются задвижки и подается воздух 12 и топливо 10 во внешние горелки 13, после чего производится воспламенение от встроенных запальников.At a computer command from the unit 21, the fan 20 is turned on, the valves are opened and air 12 and fuel 10 are supplied to the external burners 13, after which the ignition is made from the built-in igniters.

За счет выделяющегося тепла от сжигания топлива 10 в герметичной реторте 7 происходит нагрев шин 2 без доступа кислорода и при достижении температуры 450°C начинается стадия низко температурного пиролиза, который характеризуется отсутствием тления шин и их возгорания.Due to the heat released from the combustion of fuel 10 in a sealed retort 7, tires 2 are heated without oxygen, and when a temperature of 450 ° C is reached, the stage of low-temperature pyrolysis begins, which is characterized by the absence of smoldering tires and their ignition.

В герметичной реторте 7 при непрерывном подводе теплоты происходит процесс термохимического разложения шин без тления и возгорания.In a sealed retort 7, with a continuous supply of heat, the process of thermochemical decomposition of tires takes place without smoldering and ignition.

Под действием высокой температуры шина распадается на компоненты, представляющие собой нефтяные фракции, из которых она первоначально произведена.The high temperature causes the tire to break down into the petroleum fractions from which it was originally produced.

Наличие процесса термохимического разложения шин без тления и возгорания с распадом углеводородного материала шин под действием высокой температуры на компоненты, представляющие собой газообразные нефтяные фракции, является отличительным признаком заявляемого изобретения, позволяющим достичь положительного технического результата по получению качественного пиролизного газа и обеспечения его отпуска потребителям.The presence of the process of thermochemical decomposition of tires without smoldering and ignition with the decomposition of the hydrocarbon material of tires under the influence of high temperature on the components, which are gaseous oil fractions, is a distinctive feature of the claimed invention, which allows to achieve a positive technical result in obtaining high-quality pyrolysis gas and ensuring its delivery to consumers.

В известном устройстве нагрев шин в негерметичном объеме с большим количеством поступающего воздуха сопровождается их тлением и последующим возгоранием без наступления стадии термохимического разложения углеводородного материала шин.In the known device, heating of tires in a leaky volume with a large amount of incoming air is accompanied by their smoldering and subsequent ignition without the onset of the stage of thermochemical decomposition of the hydrocarbon material of the tires.

При достижении температуры нагрева реторты 7 около 700…750°С начинается активная стадия пиролиза с выделением большого количества пиролизных газов с теплотой сгорания 44,1 МДж/кг и содержащих 48…52% (объемных) водорода, 25…27% метана.When the heating temperature of the retort 7 reaches about 700 ... 750 ° C, the active stage of pyrolysis begins with the release of a large amount of pyrolysis gases with a heat of combustion of 44.1 MJ / kg and containing 48 ... 52% (volume) hydrogen, 25 ... 27% methane.

На основе электрических сигналов от газоанализатора 30, датчиков температуры 28, давления 29 (номера позиций всех датчиков температуры, давления и газоанализаторов на чертеже одинаковые) по компьютерной команде от блока 21 при открытии задвижек на пиролизных горелках 8 часть пиролизного газа под давлением, имеющимся внутри реторты 7, подается на сжигание для получения теплоты, необходимой для высокотемпературного термохимического разложения шин. Based on the electrical signals from the gas analyzer 30, temperature sensors 28, pressure 29 (the position numbers of all temperature, pressure and gas analyzers in the drawing are the same) on a computer command from unit 21 when the valves on the pyrolysis burners 8 are opened, part of the pyrolysis gas under pressure inside the retort 7, is fed to combustion to obtain the heat required for the high-temperature thermochemical decomposition of tires.

После воспламенения пиролизного газа, в зависимости от температуры внутри реторты 7 и стадии процесса пиролиза, подача топлива 10 и воздуха во внешние горелки 13 уменьшается или прекращается.After the pyrolysis gas is ignited, depending on the temperature inside the retort 7 and the stage of the pyrolysis process, the supply of fuel 10 and air to the external burners 13 is reduced or stopped.

Необходимый для горения пиролизного газа воздух, с регулированием его количества с помощью электроприводных задвижек, поступает через аэродинамические клапаны 16.The air necessary for the combustion of the pyrolysis gas, with the regulation of its amount by means of electrically driven valves, enters through the aerodynamic valves 16.

Так как давление внутри реторты с повышением температуры возрастает, расход пиролизных газов через горелки 8 увеличивается, а повышение пропускной способности аэродинамических клапанов 16 по воздуху происходит с запаздыванием, возбуждаются акустические колебания в зоне горения и продуктов сгорания 25, интенсивность которых поддерживается изменением длины резонаторной трубы 26 с помощью электропривода 24.Since the pressure inside the retort increases with increasing temperature, the flow rate of pyrolysis gases through the burners 8 increases, and the increase in the throughput of the aerodynamic valves 16 through air occurs with a delay, acoustic vibrations are excited in the combustion zone and combustion products 25, the intensity of which is maintained by changing the length of the resonator tube 26 by means of an electric drive 24.

Возникающий при этом пульсационный режим сжигания пиролизных газов способствует очистке от загрязнений поверхностей нагрева реторты 7 и улучшает теплообмен между продуктами сгорания и поверхностью реторты.The resulting pulsating mode of combustion of pyrolysis gases helps to clean the heating surfaces of the retort 7 from contamination and improves heat exchange between the combustion products and the surface of the retort.

Первичные данные с датчиков температуры 28, давления 29, химического состава 30 и расхода 31 для уходящих через резонаторную трубу 26 продуктов сгорания 25 в виде электрических сигналов по электрической связи поступают в блок 21 компьютерного управления для регулирования расхода пиролизного газа через горелки 8.The primary data from the sensors of temperature 28, pressure 29, chemical composition 30 and flow rate 31 for the combustion products 25 leaving through the resonator tube 26 in the form of electrical signals via electrical connection are fed to the computer control unit 21 to control the flow of pyrolysis gas through the burners 8.

Получаемый при температуре в реторте свыше 750°C качественный пиролизный газ, первичные характеристики которого в виде электрических сигналов датчиками 28, 29, 30 по электрической связи направляются в блок 21, по компьютерной команде через открытие задвижки на патрубке 22 поставляется потребителям.The high-quality pyrolysis gas obtained at a temperature in the retort of over 750 ° C, the primary characteristics of which in the form of electrical signals by sensors 28, 29, 30 are sent to unit 21 by electrical connection, and supplied to consumers by a computer command through the opening of the valve on the branch pipe 22

Выходной контроль и количество отпускаемого потребителям пиролизного газа осуществляется датчиками 28, 29, 30 и расходомером 31, расположенными на выходе патрубка 22.Output control and the amount of pyrolysis gas supplied to consumers is carried out by sensors 28, 29, 30 and a flow meter 31 located at the outlet of the branch pipe 22.

Claims (1)

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке, содержащее реторту, шлюзы, камеру горения, внешние горелки, аэродинамические клапаны, пиролизные горелки, золоуловитель, резонаторную трубу, блок управления, электропривод изменения длины резонаторной трубы, отличающееся тем, что содержит герметичный бункер со шлюзами, и расположенную под ним герметичную форкамеру со шлюзом, под которой расположена выполненная герметично реторта со шлюзом, при этом шлюзы имеют электрические приводы для их открытия и закрытия от блока управления, который выполнен с компьютерным обеспечением, а герметичная реторта расположена внутри камеры горения, снабженной горелкой, при этом реторта имеет патрубок с электроприводной задвижкой для отвода пиролизного газа потребителям, а камера горения служит для сжигания топлива и нагрева за счет выделяющегося при этом тепла поверхности реторты, также имеется вентилятор подачи дутьевого воздуха во внешние горелки, при этом дутьевой воздух поступает от вентилятора во внешние горелки камеры горения и служит для интенсификации процесса сжигания топлива при разогреве реторты, имеется также резонаторная труба, прикрепленная к камере горения и служащая для отвода продуктов сгорания, при этом в камере горения, в реторте, в форкамере, в бункере, в резонаторной трубе, в патрубке отвода пиролизного газа и в линиях подачи воздуха и топлива имеются датчики температуры, давления и состава газа, на линиях подачи воздуха и топлива, в патрубке отвода пиролизного газа и в резонаторной трубе имеются расходомеры, при этом блок компьютерного управления соединен электрическими связями с датчиками температуры, давления, состава газа, с электроприводами задвижек, шлюзов, вентилятора и с электроприводом изменения резонаторной трубы, с помощью которых осуществляется программное компьютерное управление процессом сжигания.A device for burning solid fuel in a pulsating flow, containing a retort, sluices, a combustion chamber, external burners, aerodynamic valves, pyrolysis burners, an ash collector, a resonator tube, a control unit, an electric drive for changing the length of the resonator tube, characterized in that it contains a sealed hopper with sluices, and a sealed prechamber with a sluice located below it, under which a hermetically sealed retort with a sluice is located, while the sluices have electric drives for opening and closing them from the control unit, which is made with computer software, and the sealed retort is located inside the combustion chamber equipped with a burner, at the same time, the retort has a branch pipe with an electrically driven valve for removing the pyrolysis gas to consumers, and the combustion chamber serves to burn fuel and heat the surface of the retort due to the heat released in this case, there is also a fan for supplying blast air to external burners, while blast air comes from the vent of the boiler into the external burners of the combustion chamber and serves to intensify the process of fuel combustion when heating the retort, there is also a resonator tube attached to the combustion chamber and serves to remove combustion products, while in the combustion chamber, in the retort, in the prechamber, in the bunker, in the resonator There are temperature, pressure and gas composition sensors in the pyrolysis gas outlet and in the air and fuel supply lines, there are flow meters on the air and fuel supply lines, in the pyrolysis gas outlet and in the resonator tube, while the computer control unit is electrically connected with sensors of temperature, pressure, gas composition, with electric drives of valves, sluices, a fan and with an electric drive for changing the resonator tube, with the help of which software computer control of the combustion process is carried out.

Images