Газогенератор двухэтапного процесса газификации

Изобретение относится к газогенератору двухэтапного процесса газификации, который может быть использован в малой и средней энергетике, на автомобильном транспорте в качестве дешевых источников топлива из местного сырья без предварительной сушки, позволяющий газифицировать топливо с абсолютной влажностью до 120% в генераторный газ, пригодный для питания двигателей внутреннего сгорания или других устройств (и) последующего получения электрической энергии, используемых на производственные нужды. Устройство включает первичную камеру, представляющую собой газогенератор прямого процесса, и вторичную камеру, представляющую собой газогенератор обращенного процесса. Причем первичная и вторичная камеры объединены в одном корпусе, при этом между камерами расположена разделяющая зона, из верхней части первичной камеры осуществляется отбор первичного газа посредством подсистемы трубопроводов и вентиляторов во вторичную камеру, в которой смолистые соединения и пары воды первичного газа разлагаются с получением генераторного газа. Технический результат заключается в получении генераторного газа, пригодного для применения в двигателях внутреннего сгорания. 1 ил.

 

Изобретение относится к газогенератору двухэтапного процесса газификации, который может быть использован в малой и средней энергетике, на автомобильном транспорте в качестве дешевых источников топлива из местного сырья без предварительной сушки, позволяющий газифицировать топливо с абсолютной влажностью до 120% в генераторный газ, пригодный для питания двигателей внутреннего сгорания или других устройств (и) последующего получения электрической энергии, используемых на производственные нужды.

Известен газогенератор обращенного процесса газификации, содержащий футерованный корпус с подсушкой опила в его верхней части и коаксиально установленным кожухом, образующим с корпусом «рубашку». Горячий генераторный газ, поднимаясь через рубашку между корпусом генератора и бункером топлива, за счет конвекционного тепла обеспечивает подсушку топлива. Влага из бункера удаляется посредством специальных устройств, (RU 2074884, МПК C10J 3/20, опубл. 10.03.1997) [1].

Недостатком данного газогенератора является то, что он не может работать на свежезаготовленных дровах повышенной влажности и при этом давать генераторный газ, который может быть использован в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания или других двигателей.

Известен газогенератор обращенного процесса газификации, который может быть использован для переработки влажного опила в генераторный газ, пригодный для питания ДВС, мобильных электростанций, и позволяет газифицировать опил с относительной влажностью до 120 вес. % в генераторный газ, пригодный для питания ДВС. Для повышения температуры в камере горения до 1200°-1500°С применен процесс частичного обратного захвата генераторного газа, который через дроссельную заслонку захватывается из патрубка и поступает по внутренней части коаксиального трубопровода в камеру горения. Частичная обратная подача генераторного газа в камеру горения позволяет, посредством повышения температуры, обеспечить интенсивное удаление влаги из опила через клапан, полноценное горение опила, подвергнутого пиролизу и максимальное разложение смолистых веществ. Горячий генераторный газ, поднимаясь через рубашку между корпусом генератора и бункером топлива, за счет конвекционного тепла обеспечивает подсушку топлива. Влага из бункера удаляется посредством специальных устройств, (RU 2341727, МПК F23B 30/00 C10J 3/20, опубл. 20.12.2008) [2].

Недостатком данного газогенератора является то, что он не может работать на свежезаготовленных дровах повышенной влажности и при этом давать генераторный газ, который может быть использован в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания или других двигателей.

Известен газогенератор, предполагающий использование тепла генераторного газа для нагрева пара для производства паровоздушной смеси и поступающего воздуха, наличие специальной камеры для сжигания смолы. Получаемый генераторный газ частично отправляется потребителю, а частично, после камеры подогрева генераторного газа - отправляется на сжигание в первичную камеру «горения». Данный газогенератор следует отнести к газогенератору обращенного типа, в котором часть генераторного газа отправляется в камеру «горения» (кислородную зону) для повторного прохождения цикла в тех же элементах устройства, (RU 2303050, МПК C10J 3/20, F23B 99/00, опубл. 20.07.2007) [3].

Недостатком данного газогенератора является то, что он не может работать на свежезаготовленных дровах повышенной влажности и при этом давать генераторный газ, который может быть использован в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания или других двигателей.

Наиболее близкое изобретение - двухзонный газогенератор [1, 2]. Он является объединением газогенераторов прямого и обращенного процесса. В нижней части газогенератора газификация воздухом или паровоздушной смесью происходит по прямому процессу (с движением газа вверх), а верхняя часть - по обращенному процессу (с движением газа вниз). При этом газ с двух направлений движется навстречу друг другу и отбирается посередине.

Недостатком данного газогенератора является то, что он не может работать на свежезаготовленных дровах повышенной влажности.

Технический результат заключается в том, что в качестве топлива допускается использование топлива большой влажности (в том числе дров свежей заготовки абсолютной влажностью до 120%.) и в ходе работы установки получается генераторный газ без смол, пригодный для использования в двигателях внутреннего сгорания или для других потребителей, предъявляющих повышенные требования к чистоте генераторного газа.

Технический результат достигается за счет того, что Газогенератор двухэтапного процесса газификации соединяет в себе прямой и обращенный процессы генерации, но в отличие от двухзонного газогенератора (в котором генераторный газ одновременно, а не поэтапно, идет навстречу друг другу с нижней и верхней частей устройств и отводится в центре) предполагает последовательное двухэтапное прохождение первичного газа через две зоны восстановления. При этом генераторный газ в первичной камере, проходя слой топлива из свежезаготовленной древесины высокой влажности, осуществляет ее сушку. Затем этот первичный газ, насыщенный смолами и парами воды принудительно направляется для прохождения через зону высоких температур вторичной камеры газогенератора, работающей по обращенному циклу и обеспечивающей получение газа, пригодного для двигателей внутреннего сгорания или других двигателей.

Изобретение поясняется графически (фиг. 1). На фиг. 1 представлен газогенератор двухэтапного процесса газификации, где

1 - Первичная камера, работающая как газогенератор прямого процесса (без зольника и колосниковой решетки).

2 - Вторичная камера, работающая как газогенератор обращенного типа (без зоны сухой перегонки и подсушки).

3 - Разделяющая зона.

4 - Подсистема трубопроводов и вентиляторов для подачи первичного газа из первичной камеры во вторичную камеру.

5 - Патрубок отбора первичного газа из первичной камеры.

6 - Пояс фурм подвода воздуха первичной камеры.

7 - Пояс фурм подвода воздуха вторичной камеры.

8 - Пояс фурм подачи первичного газа во вторичную камеру.

9 - Патрубок отбора генераторного газа, предназначенного потребителю.

Работа газогенератора двухэтапного процесса газификации осуществляется следующим образом.

Кислородную зону и зону восстановления первичной камеры 1 для обеспечения розжига газогенератора заполняют сухим топливом (древесный уголь, дрова). Зона сухой перегонки и зона подсушки первичной камеры 1 может заполняться сырыми свежезаготовленными дровами абсолютной влажностью до 120%.

После розжига газогенератора через фурмы подвода воздуха первичной камеры 6 в слой газифицируемого топлива подводится воздух. Под воздействием разрежения, создаваемого в верхней части газогенератора вытяжными вентиляторами подсистемы трубопроводов и вентиляторов 4 первичная камера начинает работать как газогенератор прямого процесса. Горячие газы, проходя сквозь слой топлива большой влажности, нагревают и осуществляют его сушку.

В верхней части первичной камеры газогенератора 1 через патрубок отбора первичного газа 5 производится отбор первичного газа. Такой газ не пригоден для питания двигателей внутреннего сгорания. Поэтому этот газ подается через подсистему трубопроводов и вентиляторов 4 во вторичную камеру 2 - газогенератор обращенного типа.

Разделяющая зона 3 предназначена для разделения первичной 1 и вторичной 2 камер устройства.

Вторичная камера 2 представляет собой газогенератор обращенного типа (без зоны сухой перегонки и подсушки). Воздух подается в верхнюю часть камеры через пояс фурм подвода воздуха 7. Вторичная камера 2 работает как газогенератор обращенного типа, при котором процесс горения (газогенерации) направляется вниз устройства. В кислородной зоне за счет экзотермических реакций в слое топлива происходит разогрев до 1200-1500°С.

Под поясом фурм подвода воздуха вторичной камеры 7 находится пояс фурм подачи первичного газа 8 (обогащенного смолами, парами воды и др.). В этой зоне происходят эндотермические реакции восстановления СО, разложения паров воды, смол и др. компонентов первичного газа.

После прохождения слоя топлива вторичной камеры 2 получается генераторный газ, пригодный для использования в двигателях внутреннего сгорания и других двигателях, отводящийся потребителю через патрубок 9.

Предлагаемая совокупность существенных признаков характеризует возможность переработки твердого топлива абсолютной влажностью до 120% в полноценный генераторный газ, который может применяться в двигателях внутреннего сгорания или других двигателях за счет двухэтапного процесса газификации.

Данное устройство доступно в изготовлении на современном уровне развития науки и техники, и может многократно обеспечить получение указанного технического результата, что позволяет сделать вывод о промышленной применимости предлагаемого изобретения.

Из уровня техники [1, 2, 3] известно 4 типа газогенераторов (исходя из возможных движений газа: верх-«прямой»; вниз-«обращенный»; вверх-вниз навстречу - «двухзонный»; горизонтально-«горизонтальный»). Газогенератор двухэтапного процесса газификации является пятым вариантом возможных типов газогенераторных установок (движение газа вверх-вниз в разные стороны).

Преимуществом газогенератора двухэтапного процесса газификации является то, что в качестве топлива допускается использование топлива большой влажности (в том числе дров свежей заготовки абсолютной влажностью до 120%.) и в ходе работы установки получается генераторный газ, пригодный для использования в двигателях внутреннего сгорания или для других потребителей, предъявляющих повышенные требования к чистоте генераторного газа.

Литература

1. Коллеров Л.К. Газомоторные установки / Л.К. Коллеров. - Москва: Машгиз, 1951. - 240 с., ил.

2. Токарев Г.Г. Газогенераторные автомобили / Г.Г.Токарев. - Москва: Машгиз, 1955. - 207 с., ил.

3. Газогенератор (в технике). - Текст: электронный // Большая советская энциклопедия: сайт.- URL: http://bse.sci-lib.com/article007972.html.

Устройство производства генераторного газа, включающее первичную камеру, представляющую собой газогенератор прямого процесса, и вторичную камеру, представляющую собой газогенератор обращенного процесса, отличающееся тем, что первичная и вторичная камеры объединены в одном корпусе, при этом между камерами расположена разделяющая зона, из верхней части первичной камеры осуществляется отбор первичного газа посредством подсистемы трубопроводов и вентиляторов во вторичную камеру, в которой смолистые соединения и пары воды первичного газа разлагаются с получением генераторного газа.



 

Похожие патенты:

Воздухонагревательная установка (ВНУ) относится к системам обогрева различных объектов и предназначена преимущественно для использования при подогреве вентиляционного воздуха, подаваемого в шахту.

Изобретение относится к устройствам для утилизации твердых коммунальных отходов (ТКО), в частности, при термической переработке мусора, бытовых и промышленных отходов.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам отопления на твердом топливе и может быть использовано для создания отопительных котлов с повышенной эффективностью и расширенными функциональными возможностями.

Изобретение относится к области энергетики. Предлагается способ проведения процесса сжигания для топочных установок с колосниковой решеткой, при котором количество газа для первичного сжигания пропускают через топливо в зону первичного горения и в задней колосниковой зоне часть потока отходящего газа откачивают и эту часть потока отходящего газа снова подают в процесс сжигания в качестве газа внутренней рециркуляции.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции топок водогрейных котлов. Устройство для регулировки производительности котла на твердом топливе содержит бункер, расположенный под бункером барабанный колосник, ограничительную планку над барабаном, двигатель с редуктором, штангу, закрепленную на поворотно-зажимном механизме, установленным на оси барабанного колосника, двигатель с редуктором соединен с кривошипно-шатунным механизмом, конец шатуна которого выполнен с возможностью периодического контакта со штангой под углом.

Изобретение относится к области энергетики и может быть применено при сжигании твердого топлива. Устройство для газификации твердого топлива с применением механического и плазменного воздействия содержит блок дробления топлива, вихревой канал, форсунку для подачи топлива и плазмотроны, связанные между собой блоки первой и второй ступеней газификации, выполненные с обеспечением последовательного прохождения потока топлива и плазмы из блока первой ступени в блок второй ступени.

Изобретение относится к области коммунальной энергетики, в частности к котельной технике, и предназначено для форсированного сжигания твердого кускового топлива в жаротрубном котле, в том числе для сжигания угольных штыбов, а также для работы в условиях Крайнего Севера.

Изобретение относится к области энергетики. Теплогенератор состоит из пяти равных секций, расположенных вертикально одна на другой, каждая из которых состоит из коаксиально расположенных между собой внутренней и внешней цилиндрических оболочек, образуя между ними воздушное пространство, закрытое сверху и снизу, при этом четыре нижние секции, собранные вместе с внутренней стороны, по всей высоте обмурованы огнеупорным кирпичом с асбестовой прокладкой между ними, образуя внутри них единое объемное топочное пространство, накрытое сверху пережимом, который подвешен к пятой секции - секции съема тепла, при этом нижняя секция установлена на плоскую часть пода и имеет сквозное арочное отверстие с крышкой люка, облицованной изнутри огнеупорным кирпичом, и перекрытием воздушного пространства между оболочками, выступающим наружу за пределы внешней и внутренней цилиндрических оболочек, и два прямоугольных отверстия с крышкой люка на внешней оболочке, расположенные симметрично относительно центральной осевой линии пода, делящий его на две равные части, параллельной в вертикальной плоскости продольной оси сквозного отверстия металлической трубы, перекрывающей воздушное пространство между оболочками под установку конца шнекового транспортера дозатора бункера непрерывной подачи топлива, расположенного напротив арочного отверстия, при этом металлическая труба подачи топлива выступает наружу за пределы внешней и внутренней цилиндрических оболочек, а выступающая ее часть внутрь топочного пространства по длине не превышает толщину обмуровки, как и металлическое перекрытие, составляющее наружный свод арочного отверстия, при этом под, выложенный внутри обмуровки, имеет плоскую горизонтальную поверхность по ширине основания арочного отверстия до противоположной стороны обмурованной цилиндрической оболочки и с двух сторон плоского основания кладка пода постепенно возвышается в характерном сечении, перпендикулярном продольной оси металлической трубы, имеет с каждой стороны от плоской поверхности пода форму прямоугольника со ступенчатой диагональю, расположенной под углом 30° к горизонтальной поверхности плоской части пода, и в этом характерном сечении все прямоугольники подобные, а с наибольшей высотой прямоугольника находятся в средней его части и образуют перевернутую основанием вверх трапецию, за пределы которой не должны выходить края порядной кирпичной кладки, при этом внутри возвышающейся части кладки пода на втором и пятом рядах с двух сторон заложены прямоугольные трубы, большие стороны которых расположены в горизонтальной плоскости друг над другом в виде раскрытого веера, при этом концы узкой части веера расположены на внутренней цилиндрической оболочке с выходом их отверстий в воздушное пространство между оболочками напротив прямоугольных отверстий с крышками люка на внешней оболочке, а противоположные концы их не выходят за пределы кладки и находятся под смещенной от центрального канала кладкой таким образом, чтобы две крайние трубы были направлены: одна в сторону арочного отверстия, а другая в сторону отверстия подачи топлива, а остальные две трубы в каждом горизонтальном ряду расположены с равными промежутками между ними, при этом он оснащен дополнительными вентиляторами, которые установлены на внешней цилиндрической оболочке таким образом, чтобы прямоугольные выходные отверстия их патрубков были совмещены с прямоугольными отверстиями внешних цилиндрических оболочек всех четырех секций и располагались длинной стороной прямоугольного отверстия по образующей, выполненной по внешнему радиусу наружной оболочки таким образом, чтобы фронт поступающего воздушного потока совпадал с вертикальным сечением секции, проходящим через вертикальную ось оболочек и между вертикальной осью прямоугольного отверстия с крышкой люка на внешней оболочке и вертикальной осью арочного отверстия по часовой стрелке от прямоугольного отверстия к арочному отверстию, топочное пространство всех четырех секций посредством труб круглого сечения, расположенных равномерно по окружности, сообщается с воздушным пространством между оболочками, при этом эти трубы, расположенные в первой секции, наклонены вниз под углом 15° и направлены вниз топочного пространства на под, а трубы остальных трех секций расположены равномерно по окружности в горизонтальной плоскости и под углом 60° к касательной окружности внутренней цилиндрической оболочки и поддерживают циклоническое движение воздушного потока в топочном пространстве, при этом во второй и четвертой секциях эти трубы расположены в верхней ее части, а в третьей - снизу, верхняя пятая секция имеет два сквозных отверстия, расположенных напротив друг друга, в которые установлены патрубки для газоходов, при этом свободный конец патрубка газохода рециркуляции установлен в отверстие наружной цилиндрической оболочки, а свободный конец патрубка газохода к устройству очистки отходящих газов установлен с перекрытием воздушного пространства между оболочками, при этом на внутренней цилиндрической оболочке между этими сквозными отверстиями по окружности расположены дополнительные прямоугольные отверстия и сверху она закрыта крышкой с центральным отверстием, в котором расположена труба с регулируемой задвижкой, перекрывающей выход нагретых газов из топочного пространства в атмосферу.

Группа изобретений относится к области горения и газификации и предназначена для получения силового генераторного газа для производства электрической и тепловой энергии.

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа из древесных чурок.

Изобретение относится к вакуумной установке пиролиза метана. Установка содержит вакуумную рабочую камеру, соединенную линией откачки с механическим вакуумным насосом.

Изобретение относится к топливной энергетике, а именно к газогенераторным установкам, использующим отходы сельскохозяйственного производства и лесопереработки, и может быть использовано для питания двигателей внутреннего сгорания, а также для газификации и теплоснабжения в промышленности, сельском хозяйстве, для автономных поселений.

Изобретение относится к области химии и теплоэнергетики, а именно, к энергохимической установки для получения синтез-газа, электрической и тепловой энергии. Установка включает реактор частичного окисления, снабженный входами для жидкого или газообразного топлива, окислителя, водяного пара и выходом для синтез-газа, котел-утилизатор, который снабжен газовым и пароводяным трактами, контактный конденсатор, снабженный отводом дренажа из конденсатора, газотурбинную установку, состоящую из компрессора, реактора частичного окисления, турбины и генератора, резервуар для хранения воды.

Изобретение относится к области переработки твердых коммунальных и промышленных отходов, отходов древесины, а именно к устройству и способу плазменной газификации углеродсодержащего материала, а также к установке для генерирования тепловой/электрической энергии, в которой используется указанное устройство.

Изобретение относится к химической технологии и теплоэнергетике на основе переработки местного низкосортного углеродсодержащего сырья, в том числе битуминозного (древесины, торфа, бурых углей, различных отходов), путем газификации с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород, для последующего использования в качестве силового газа в транспортных и энергетических установках.

Настоящее изобретение относится к энергетике, может применяться для получения горючего газа за счет газификации твердого топлива. Техническим результатом является повышение эффективности газификации применяемого топлива с получением горючего газа высокой чистоты и теплотворной способностью, превышающей теплотворную способность синтез-газа, а также упрощение конструкции газификатора по сравнению с существующими аналогами в виду отсутствия вращающихся частей предлагаемого изобретения.

Настоящее изобретение относится к системе коммунального хозяйства и малой энергетике, может быть применено для уничтожения твердых бытовых отходов (ТБО) и получения чистого горючего газа за счет применения газификатора.

Изобретение относится к газогенератору непрерывного действия. При этом газогенератор характеризуется тем, что в цилиндрической части корпуса установлен поршень со штоком, на верхнем торце которого установлен магнит и закреплен гибкий трос, соединенный с электроприводом подъемного механизма; на крышке корпуса газогенератора установлена штанга с закрепленными на ней датчиками нижнего и верхнего положения уровня топлива, а на верхнем торце штанги установлен стопорный механизм; сбоку от корпуса газогенератора установлен механизм загрузки топлива, включающий в себя бункер, соединенный с корпусом газогенератора шнековым каналом, причем конец канала, присоединенный к бункеру, содержит приводной шнек, шток которого соединен с валом электродвигателя, а конец канала, присоединенный к корпусу газогенератора, - электромеханическую заслонку, снабженную электроприводом; выходы датчиков нижнего и верхнего положения уровня топлива подключены к измерительным входам блока управления, а силовые выходы последнего подключены соответственно к электроприводу подъемного механизма, стопорному механизму, электродвигателю приводного шнека и электроприводу электромеханической заслонки.

Группа изобретений относится к области горения и газификации твердых топлив и предназначена для получения генераторного газа, в том числе силового или синтетического газа, в области когенерации электрической и тепловой энергии или полигенерации с дополнительным производством СЖТ, метанола и прочих химических продуктов из подготовленного низкосортного твердого топлива.

Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы путем газификации с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород.

Изобретение относится к химической технологии и теплоэнергетике на основе переработки местного низкосортного углеродсодержащего сырья, в том числе битуминозного (древесины, торфа, бурых углей, различных отходов), путем газификации с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород, для последующего использования в качестве силового газа в транспортных и энергетических установках.

Изобретение относится к газогенератору двухэтапного процесса газификации, который может быть использован в малой и средней энергетике, на автомобильном транспорте в качестве дешевых источников топлива из местного сырья без предварительной сушки, позволяющий газифицировать топливо с абсолютной влажностью до 120 в генераторный газ, пригодный для питания двигателей внутреннего сгорания или других устройств последующего получения электрической энергии, используемых на производственные нужды. Устройство включает первичную камеру, представляющую собой газогенератор прямого процесса, и вторичную камеру, представляющую собой газогенератор обращенного процесса. Причем первичная и вторичная камеры объединены в одном корпусе, при этом между камерами расположена разделяющая зона, из верхней части первичной камеры осуществляется отбор первичного газа посредством подсистемы трубопроводов и вентиляторов во вторичную камеру, в которой смолистые соединения и пары воды первичного газа разлагаются с получением генераторного газа. Технический результат заключается в получении генераторного газа, пригодного для применения в двигателях внутреннего сгорания. 1 ил.

Наверх