Установка для производства высококалорийных газов из твердого топлива

 

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам газификации твердого топлива, используемым для энергоснабжения потребителей. Установка для производства высококалорийного газа из твердого топлива, содержащая бункер для подачи топлива в обогреваемые снаружи реторты и реакционную камеру газогенератора, газовую горелку для низкокалорийного газа и камеру сгорания, отличается тем, что используется газогенератор горизонтального типа, реторты содержат в нижней части дополнительный патрубок для подачи с помощью форсунок по отдельным трубопроводам дозированного количества перегретого водяного пара, диоксида углерода и жидкого топлива, причем в камере сгорания выполнен змеевик для ввода перегретого пара из водяной рубашки с помощью форсунок через дополнительный патрубок в нижнюю часть реторт, а реакционная камера газогенератора содержит отбойную решетку для подачи низкокалорийного газа через трубопровод в горелку низкокалорийного газа. Изобретение позволяет повысить калорийность вырабатываемого искусственного газа, уменьшить габаритные размеры установки, а также исключить возможность проникновения низкокалорийного газа. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам газификации твердого топлива, используемым для энергоснабжения потребителей.

Известен термохимический реактор с электронагревательными элементами, расположенными внутри реактора, в котором разогретый до 1400-1500°С углерод реагирует с дозированным количеством двуокиси углерода и в результате эндометрической реакции образует регенерационный газ, который состоит из окиси углерода и обладает высокой теплотворной способностью, в дополнение к регенерационному газу дозированное количество перегретого водяного пара реагирует с разогретым до такой же температуры углеродом, в результате эндотермической реакции образуется синтез-газ (водяной газ), который состоит из смеси окиси углерода и водорода и также обладает высокой теплотворной способностью (патент РФ №2059845 от 10.05.96 г. Бюл. №13).

Недостатком этого устройства является то, что электронагревательные элементы, установленные по центру термохимического реактора, препятствуют свободному продвижению твердого топлива при его пиролизе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является теплогазогенератор для газификации твердого топлива в высококалорийный газ, содержащий газовую горелку, камеру сгорания, в которой герметично размещены две трубы-реторты, свободные концы которых выведены в газогенератор прямого процесса, вырабатывающий низкокалорийный газ, с помощью паровоздушного дутья через колосниковую решетку, который при своем сгорании в герметичной камере с находящимися там двумя трубами-ретортами нагревает их не более чем до 1000°С, разлагая находящееся в ретортах твердое топливо в высококалорийный газ и твердый углеродистый остаток, газ отводится в общий коллектор и после очистки и охлаждения подается потребителю, а твердый углеродистый остаток опускается на колосниковую решетку газогенератора и газифицируется в низкокалорийный газ (А.С. №1333690 от 30.08.87 г. БИ №32).

Недостатком этого устройства является предварительная грануляция перерабатываемого топлива в гранулы размером 5×10 мм, большое количество проникновения низкокалорийного газа в реторты.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение калорийности вырабатываемого искусственного газа, уменьшение габаритных размеров установки, а также невозможность проникновения низкокалорийного газа в реторты.

В результате использования предлагаемого изобретения увеличивается калорийность искусственного газа за счет подачи перегретого пара из водяной рубашки через змеевик, установленный в камере сгорания, по форсункам в нижнюю часть реторт, установка позволяет получать более качественные по калорийности газы, заранее планируя состав вырабатываемого установкой высококалорийного искусственного газа.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, в установке для производства высококалорийного газа из твердого топлива, содержащей бункер для подачи топлива в обогреваемые снаружи реторты и реакционную камеру газогенератора, газовую горелку для низкокалорийного газа и камеру сгорания, используется газогенератор горизонтального типа, реторты содержат в нижней части дополнительный патрубок для подачи с помощью форсунок по отдельным трубопроводам дозированного количества перегретого водяного пара, диоксида углерода и жидкого топлива, причем в камере сгорания выполнен змеевик для ввода перегретого пара из водяной рубашки с помощью форсунок через дополнительный патрубок в нижнюю часть реторт, а реакционная камера газогенератора содержит отбойную решетку для подачи низкокалорийного газа через трубопровод в горелку низкокалорийного газа.

На чертеже представлена общая схема установки для производства высококалорийных газов из твердого газа.

Предлагаемая установка содержит корпус 1, воздушную фурму с водяным охлаждением 2, воздушную турбинку 3 в блоке с водяным насосом, водяной бачок охлаждения в блоке с радиатором 4, отбойную решетку низкокалорийного газа 5, камеру сгорания 6 с выхлопной трубой 7, люк бункера 8, патрубок выхода высококалорийного газа 9, патрубок низкокалорийного газа 10, трубы-реторты 11, горелку низкокалорийною газа 12, люк зольника 13, шнек отвода золы 14, форсунки перегретого пара 15, форсунки двуокиси углерода 16, запальное устройство 17, питающий шнек бункера 18, бункер установки 20, реакционная камера 21, трубопровод низкокалорийного газа 22, трубопровод перегретого водяного пара 19, камера двуокиси углерода 24, водяная рубашка 25, люк патрубка 26, змеевик водяной рубашки 27, нагнетатель двуокиси углерода 28, патрубок реторты 23, колосник решетки 29.

Заявляемая установка работает следующим образом. Питающим шнеком 18, установленным на крышке люка бункера 8, твердое топливо поступает из накопителя (не показан) в бункер 20, реторты 11 и реакционную камеру 21, включается воздушная турбинка 3 в блоке с водяным насосом для подачи воздуха через воздушную фурму 2 и ее охлаждения водой из водяного бачка в блоке с радиатором 4, одновременно включается запальное устройство 17, получающее высококалорийный газ из газгольдера (не показан), и начинается процесс газификации низкокалорийного газа, этот газ, пройдя отбойную решетку 5, патрубок 10, трубопровод 22, попадает в горелку низкокалорийного газа 12, где смешивается в определенной пропорции с воздухом и сгорает в камере сгорания 6, тем самым нагревая реторты 11 с загруженным топливом до температуры пиролиза, для увеличения калорийности вырабатываемого в трубах-ретортах искусственного газа из водяной рубашки 25, через змеевик 27, установленный в камере сгорания 6, перегретый пар подается по форсункам 15 через патрубок 26 в нижнюю часть труб-реторт 11, в результате образуется высококалорийный синтез-газ (водяной газ), одновременно из камеры двуокиси углерода 24 через нагнетатель 28 двуокись углерода через форсунку 16 также подается на разложение в регенерационный газ, состоящий большей частью из окиси углерода, выхлопные газы из камеры сгорания 6 через патрубок 7 уходят в теплообменник (не показан), а высококалорийные газы, состоящие из смеси синтез-газа и регенеративного газа, через патрубок 9, установленный в бункере 20, идут после соответствующей очистки и охлаждения в накопительный газгольдер и далее потребителю.

Отсутствие футеровки, небольшие габаритные размеры, малый вес позволяют найти применение при переработке древесных отходов, в том числе в качестве транспортных газогенераторов для автомобилей и тракторов, занятых в лесной промышленности и сельском хозяйстве.

Формула изобретения

Установка для производства высококалорийного газа из твердого топлива, содержащая бункер для подачи топлива в обогреваемые снаружи реторты и реакционную камеру газогенератора, газовую горелку для низкокалорийного газа и камеру сгорания, отличающаяся тем, что используется газогенератор горизонтального типа, реторты содержат в нижней части дополнительный патрубок для подачи с помощью форсунок по отдельным трубопроводам дозированного количества перегретого водяного пара, диоксида углерода и жидкого топлива, причем в камере сгорания выполнен змеевик для ввода перегретого пара из водяной рубашки с помощью форсунок через дополнительный патрубок в нижнюю часть реторт, а реакционная камера газогенератора содержит отбойную решетку для подачи низкокалорийного газа через трубопровод в горелку низкокалорийного газа.

РИСУНКИРисунок 1