Патенты автора Забегаев Александр Иванович (RU)
Изобретение может быть использовано в химической и энергетической промышленности. Переработку твердого измельченного топлива осуществляют путем газификации в плотном слое, перемещающемся вдоль оси вращающегося наклонного цилиндрического реактора с пароводяной рубашкой. На первой ступени в верхней части реактора реализуется обращенный процесс газификации с воздушным дутьем в верхнюю реакционную зону, где топливо частично окисляется и частично газифицируется, а основная его часть перемещается в зону активации, где при температуре выше 800°С подвергается обработке перегретым водяным паром, поступающим посредством инжекции из пароводяной рубашки сквозь перфорированную стенку. Получаемый активированный уголь аккумулируют в буферной газоотборной зоне реактора, а образующуюся парогазовую смесь транспортируют в реакционную зону второй ступени газификации, где реализуется прямой процесс газификации перемещающегося слоя активированного угля с встречной фильтрацией через него получаемого топливного газа, который выводят из реактора и охлаждают в водяном испарительном теплообменнике-парогенераторе, откуда образующийся водяной пар поступает в пароводяную рубашку, а охлажденный горючий топливный газ - потребителю. Реактор-газификатор дополнительно оснащается устройством подачи воздуха в верхнюю реакционную зону, а также паро-газоотводным каналом в нижнюю реакционную зону прямого процесса газификации. Для отвода горючего топливного газа, фильтрующегося через слой активированного угля, предусмотрен газоотборный канал с водяным испарительным теплообменником-парогенератором в вынесенном и встроенном исполнении и, возможно, с газовоздушным охладителем газа, а также с газоанализатором-преобразователем для контроля химического состава и температуры получаемого газа. Предложенное изобретение позволяет повысить полноту переработки топлива, качество и теплотворную способность топливного газа, уменьшить потери тепла, а также повысить компактность, экономичность, надежность и долговечность реактора. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.
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. Способ предусматривает переработку твердого измельченного топлива в газификаторе в составе двух совместно работающих наклонных вращающихся цилиндрических реакторов, в каждом из которых осуществляют процесс газификации в плотном слое с последовательным чередованием фаз (режимов) - фазы обращенного процесса и фазы прямого процесса, причем реакторы работают противофазно. Реакторы работают в двухтактном рабочем цикле с синхронной сменой фаз. Смену фаз в реакторах осуществляют посредством их поворота в вертикальной плоскости для обеспечения реверсивного перемещения топлива. Каждый реактор оснащен пароводяной рубашкой с перфорированной внутренней стенкой рабочей камеры для инжекции перегретого пара в зону активации, а также расширительным поршнем для поддержания слоя топлива и регулирования объема буферной зоны с полым штоком для отбора газа. Охлаждение топливного газа осуществляют посредством теплообменников для водяного испарительного и воздушного охлаждения газа. Полученный активированный уголь аккумулируют в буферной зоне, а парогазовую смесь транспортируют в противофазный реактор, где газификация реверсивно перемещающегося из его буферной зоны слоя активированного угля завершается в режиме прямого процесса с встречной фильтрацией получаемого газа, который выводят из реактора и после охлаждения подают потребителю. Технический результат заключается в повышении полноты переработки топлива, качества и теплотворной способности получаемого топливного газа, уменьшении потерь тепла, а также повышении компактности, экономичности, надежности и долговечности газификатора. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к теплоэнергетике с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород, для последующего использования в качестве силового газа в транспортных и энергетических установках. Способ газификации твердого топлива осуществляют в плотном слое, перемещающемся вдоль оси цилиндрического реактора, установленного под углом к горизонту в пределах от 22 до 65° и вращающегося вокруг своей оси. Способ включает загрузку в реактор предварительно подготовленного - измельченного, уплотненного - твердого топлива, в качестве которого используют твердое биотопливо и/или твердое низкосортное ископаемое углеродсодержащее сырье (торф, бурые угли), подачу в реактор газифицирующего агента - воздуха со стороны реактора, где происходит накопление твердых остатков газификации, перемещение загруженного твердого топлива вдоль оси реактора с последовательным пребыванием твердого топлива в зоне нагревания и сушки, зоне пиролиза (коксования), реакционной зоне - зоне окисления/восстановления и зоне охлаждения, вывод твердых остатков газификации из реактора, вывод из реактора горючего топливного газа, подачу воды в реактор, при этом газификацию проводят в реакторе, оснащенном пароводяной рубашкой, подачу воды в реактор осуществляют посредством инжекции водяного пара, перегретого за счет теплового потока из рабочей камеры реактора, из пароводяной рубашки сквозь перфорированную внутреннюю стенку рабочей камеры реактора, получаемый горючий топливный газ фильтруют через слой загруженного твердого топлива. Способ отличается тем, что процесс газификации проводят по двухступенчатой схеме, где на первой ступени в верхней части реактора, включающей зону нагревания и сушки, зону пиролиза (коксования) и дополнительную (верхнюю) реакционную зону, реализуют обращенный процесс частичной газификации, предусматривающий подачу газифицирующего агента - воздуха (воздушное дутье) непосредственно в верхнюю реакционную зону, где переместившееся туда в виде кокса твердое топливо частично окисляется (сгорает) и частично газифицируется, а основная его часть перемещается далее в зону активации, где при температуре выше 800°С подвергается обработке водяным паром из пароводяной рубашки, при этом получаемый из кокса активированный уголь аккумулируют в буферной газоотборной зоне рабочей камеры реактора, а образующуюся парогазовую смесь отводят из зоны активации и транспортируют в нижнюю реакционную зону на второй ступени газификации, где реализуют прямой процесс газификации перемещающегося из буферной газоотборной зоны слоя активированного угля с встречной фильтрацией через него получаемого горючего топливного газа, который выводят из реактора и подают потребителю. Заявлено также устройство для способа. Технический результат: повышение полноты переработки топлива, качества и теплотворной способности получаемого топливного газа, уменьшение потерь тепла, а также повышение компактности, экономичности, надежности и долговечности реактора-газификатора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы путем газификации с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород. Способ предусматривает газификацию топливной биомассы в плотном слое, перемещающемся вдоль оси вращающегося вокруг своей оси наклонного цилиндрического реактора, включая загрузку твердого измельченного биотоплива в реактор, подачу в реактор газифицирующего агента - воздуха со стороны реактора, где происходит накопление твердых остатков газификации - золы, перемещение загруженной топливной биомассы вдоль оси реактора, вывод твердых остатков газификации и горючего топливного газа из реактора с фильтрацией газового потока через слой загруженного топлива последовательным прохождением зон реактора противотоком движению топлива. Подача воды в реактор осуществляется посредством парообразования в испарительных полостях 13, непосредственно примыкающих к рабочей камере 2 реактора, за счет теплового потока из активной зоны окисления/восстановления 7 с инжекцией в нее пара через перфорированную/пористую стенку рабочей камеры. Удаление золы осуществляют через буферный слой 17 из твердых частиц, принудительно перемешиваемый при вращении реактора. Реактор оснащен поясом пароводяной завесы, включающим кольцевой резервуар для воды 12 и соединенные с ним испарительные полости 13, непосредственно примыкающие к перфорированной либо пористой стенке рабочей камеры и образующие ячеистую (сотовую) структуру, а также введение в разгрузочное устройство регулировочного блока 4 с каналом для воздушного дутья 22 и внутренним резервуаром для воды с датчиком температуры. Технический результат - повышение качества получаемого топливного газа, уменьшение потерь тепла, повышение компактности, экономичности, надежности и долговечности реактора, упрощение его конструкции. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы, включая утилизацию твердых органических углеродсодержащих отходов, путем газификации с получением горючего газа для последующего производства тепловой и электрической энергии. Способ предусматривает газификацию топливной биомассы в плотном слое, перемещающемся вдоль оси вращающегося цилиндрического реактора, включающий загрузку топлива в реактор, подачу в реактор газифицирующего агента, содержащего кислород, со стороны реактора, где происходит накопление твердых остатков горения, перемещение загруженной топливной биомассы вдоль оси реактора, вывод твердых остатков горения из реактора, вывод из реактора горючего топливного газа таким образом, что газификацию проводят посредством последовательного пребывания топливной биомассы в зоне нагревания и сушки 5, зоне пиролиза 6, активной зоне окисления/восстановления 7 и зоне охлаждения 8, а газовый поток фильтруют через слой загруженной топливной биомассы противотоком ее движению. Подача воды в реактор в активную зону окисления/восстановления осуществляется в виде пара, образование которого происходит в испарительных полостях 13, непосредственно примыкающих к стенке рабочей камеры 2 реактора, за счет теплового потока из активной зоны окисления/восстановления с инжекцией в нее перегретого пара сквозь перфорированную/пористую стенку рабочей камеры распределенно по периметру и по длине активной зоны. Реактор оснащен поясом пароводяной завесы, включающим кольцевой резервуар для воды 12 и соединенные с ним испарительные полости, непосредственно примыкающие к перфорированной либо пористой стенке рабочей камеры и образующие ячеистую структуру. Технический результат - повышение качества получаемого топливного газа, уменьшение потерь тепла, повышение компактности, экономичности, надежности и долговечности реактора, упрощение его конструкции. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы путем газификации с получением горючего газа. Способ газификации топливной биомассы в плотном слое, перемещающемся вдоль оси вращающегося вокруг своей оси наклонного цилиндрического реактора, включает загрузку твердого измельченного биотоплива в реактор, подачу в реактор газифицирующего агента - воздуха со стороны реактора, где происходит накопление твердых отходов газификации - золы, перемещение загруженного топлива вдоль оси реактора, вывод золы и горючего топливного газа из реактора с фильтрацией газового потока через слой загруженной топливной биомассы. Подача воды в реактор осуществляется в виде перегретого водяного пара, получаемого в парогенераторном блоке 10 в зоне охлаждения 8 реактора и поступающего в активную зону окисления/восстановления 7 вместе с центральным воздушным дутьем через прилегающий слой твердых отходов газификации, принудительно разрыхляемый при вращении реактора относительно неподвижного парогенераторного блока. Корпус парогенераторного блока имеет форму усеченного конуса/пирамиды с резервуаром для воды, соединенным с центральным осевым каналом для воздушного дутья через дроссельный клапан для сброса перегретого пара, снабжен датчиком температуры воды/пара, буферным слоем 11 из частиц шарообразной формы из твердого износостойкого инертного жаропрочного материала, принудительно разрыхляемого и перемешиваемого при вращении реактора для размельчения и просеивания золы перед ее удалением через разгрузочное устройство. Технический результат - повышение энергоэффективности процесса газификации, улучшение качества газа, уменьшение потерь тепла, повышение надежности и упрощение конструкции реактора. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых отходов. Способ предлагает производство электроэнергии по двухстадийной технологической схеме с газификацией сырья в реакторе-газификаторе прямого процесса паровоздушной газификации в плотном слое, в частности, цилиндрическом наклонном вращающемся реакторе-газификаторе в режиме фильтрационного горения со сверхадиабатическим разогревом, и последующим непосредственным сжиганием получаемого топливного газа и преобразованием тепловой энергии получаемого пара в электроэнергию посредством тепловой (паровой) машины конденсационного типа и электрогенератора. Изобретение предусматривает рекуперацию «сбросной» теплоты посредством конденсации отработавшего пара в замкнутом контуре циркуляции рабочего тела (воды/органического теплоносителя) посредством двухступенчатой схемы воздушного охлаждения с промежуточной (межступенчатой) конвективной воздушно-калориферной сушкой исходного сырья путем принудительной циркуляции атмосферного воздуха. При осуществлении изобретения предлагается использование двухступенчатого воздушного конденсатора и сушильного аппарата, например, барабанного типа, а также различных типов тепловой (паровой) машины (паровой турбины, паровой винтовой машины, парового поршневого двигателя, турбины органического цикла). Изобретение позволяет повысить электрический КПД и расширить спектр используемого дешевого низкосортного сырья в части некондиционной, в том числе по содержанию влаги, топливной биомассы, включая утилизируемые некондиционные твердые городские (бытовые) отходы, при минимизации вредного влияния на окружающую среду и обеспечении автономности процесса производства электроэнергии. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых, отходов. Техническим результатом является повышение эффективности производства электроэнергии. Способ предусматривает на первой стадии подачу исходного сырья - измельченной топливной биомассы различного происхождения - и осуществление ее паровоздушной газификации в плотном слое в реакторе-газификаторе прямого процесса, при этом в процессе газификации в противоток движению сырья через нижнюю часть реактора-газификатора, где происходит накопление и вывод твердых продуктов - отходов газификации, в активную зону газификации посредством, например, дутья подают газифицирующие агенты - воздух и водяной пар и/или воду - в необходимых для протекания окислительно-восстановительных реакций газификации соотношениях с газифицируемым сырьем, а получаемый в результате газификации горючий топливный газ фильтруется через слой загруженного в реактор-газификатор сырья и отводится из его верхней части для использования на второй стадии, включающей сжигание получаемого топливного газа с преобразованием тепловой энергии в механическую энергию посредством тепловой машины и в электрическую энергию посредством электрогенератора. При этом исходное сырье для производства электроэнергии перед подачей на газификацию подвергают полной глубокой сушке, включая конвективную воздушно-калориферную сушку для удаления внешней влаги с использованием тепла отработавшего в тепловой машине рабочего тела посредством его воздушного охлаждения и, возможно, конденсации в замкнутом контуре циркуляции рабочего тела, а также кондуктивно-конвективную сушку отходящими дымовыми газами для удаления остаточной, в том числе реакционной, влаги. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 14 ил., 1 табл.
Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических отходов. Способ предполагает производство электроэнергии по двухстадийной технологической схеме с газификацией сырья в реакторе-газификаторе прямого процесса паровоздушной газификации в плотном слое, в частности цилиндрическом наклонном вращающемся реакторе-газификаторе в режиме фильтрационного горения со сверхадиабатическим разогревом, и последующим непосредственным сжиганием получаемого горячего топливного газа и преобразованием тепловой энергии получаемого пара в электроэнергию посредством тепловой (паровой) машины и электрогенератора. Изобретение предусматривает рекуперацию «сбросной» теплоты отработавшего пара посредством его конденсации в замкнутом контуре циркуляции рабочего тела (воды/органического теплоносителя) тепловой (паровой) машины по двухступенчатой схеме воздушного охлаждения, включающей непрерывную межступенчатую комбинированную конвективную воздушно-калориферную и кондуктивную (контактную) сушку исходного сырья в конденсационно-сушильном блоке, использованный при этом воздух в необходимом объеме подают в реактор-газификатор в качестве газифицирующего агента. Осуществление изобретения предполагается посредством введения в состав устройства конденсационно-сушильного блока, подключенного к выходу тепловой (паровой) машины для отработавшего пара и конструктивно представляющего собой двухступенчатый воздушный конденсатор пара, содержащий паропровод в виде последовательно соединенных узлов - модуля 1-й ступени конденсации, коллектора перепуска пара и отвода конденсата с интегрированным (встроенным) вращающимся сушильным барабаном, модуля 2-й ступени конденсации. Предлагается использование различных типов тепловой (паровой) машины - паровой турбины, паровой винтовой машины, парового поршневого двигателя, турбины органического цикла. Изобретение позволяет повысить электрический КПД и расширить спектр используемого дешевого низкосортного сырья в части некондиционной, в том числе по содержанию влаги, топливной биомассы, включая утилизируемые некондиционные твердые городские (бытовые) отходы, при минимизации вредного влияния на окружающую среду и обеспечении автономности процесса производства электроэнергии. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.
Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых отходов. Техническим результатом является повышение эффективности производства электроэнергии. Способ предусматривает на первой стадии подачу исходного сырья - измельченной топливной биомассы различного происхождения - и осуществление ее паровоздушной газификации в плотном слое в реакторе-газификаторе прямого процесса, при этом в процессе газификации в противоток движению сырья через нижнюю часть реактора-газификатора, где происходит накопление и вывод твердых продуктов - отходов газификации, в активную зону газификации посредством, например, дутья подают газифицирующие агенты - воздух и водяной пар и/или воду - в необходимых для протекания окислительно-восстановительных реакций газификации соотношениях с газифицируемым сырьем, а получаемый в результате газификации горючий топливный газ фильтруется через слой загруженного в реактор-газификатор сырья и отводится из его верхней части для использования на второй стадии, включающей сжигание получаемого топливного газа в паровом котле, преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию в тепловой машине и в электрическую энергию посредством электрогенератора. Причем сырье для газификации - некондиционную по содержанию влаги топливную биомассу, подвергают предварительной подготовке, включающей сушку, для чего создают замкнутый контур циркуляции рабочего тела тепловой машины, в котором отработавший пар охлаждают в воздушном конденсаторе атмосферным воздухом, который затем за счет принудительной циркуляции в качестве сушильного агента используют для конвективной воздушно-калориферной сушки подаваемого сырья, а отработавший пар, завершивший фазовый переход, в виде конденсата продолжает циркулировать в замкнутом контуре, при этом сырьем для сушки является оптимизированная биотопливная смесь, которую получают путем смешивания сырья из различных групп, характеризующихся различными значениями параметров топливной биомассы, в том числе некондиционной по одному или нескольким параметрам, при этом оптимизируемой характеристикой является относительная влажность биотопливной смеси, параметром оптимизации - состав смеси как соотношение весовых долей видов сырья в конечной смеси, а критерием оптимальности - соответствие значения относительной влажности биотопливной смеси оптимальному значению, обеспечивающему максимум электрического КПД на выходе электрогенератора при полном удалении внешней влаги из сырья в процессе его сушки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС // 2495386
Изобретение относится к области измерений и может быть использовано для определения положения центра масс статически неопределимых многоопорных объектов энерго-, тяжелого и транспортного машиностроения, например крупногабаритных энергоблоков атомных электростанций. Заявленный способ заключается в многократном взвешивании объекта в различных пространственных положениях (в горизонтальном и в наклоненном состояниях). Начальное пространственное положение объекта принимают за горизонтальное, для него определяют суммарный вес объекта и координаты точки центра масс в горизонтальной плоскости. Для определения веса объекта суммируют значения реакций в опорах, определенных по силовым характеристикам, а координаты точки центра масс в горизонтальной плоскости получают из уравнений механики. Для определения высоты положения точки центра масс объект наклоняют только по длинной стороне (по углу крена), пошагово определяя реакции в опорах, а также усилие, развиваемое в устройствах подъема (например, в гидродомкратах). Реакции в опорах определяются на основании замеров их деформаций по силовым характеристикам, а усилия в домкратах - по давлению подаваемой в них жидкости. Подъем выполняется до момента, пока сумма реакций в опорах, расположенных в поднимаемой стороне, и усилия в домкратах не станут уменьшаться в сравнении с предыдущим шагом, а сумма реакций опор по противоположной стороне не начнет, соответственно, стабильно расти. Данным на этом шаге подъема (поворота по крену) используются для расчета по уравнениям моментов высоты положения центра масс объекта. Технический результат заключается в возможности проведения измерений в случаях отсутствия средств прямого взвешивания объектов, в режиме эксплуатации, и условиях ограниченного пространства, с обеспечением точности измерений протяженных объектов переменной жесткости. 3 ил.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС // 2487330
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использован для определения положения центра масс объектов энерго-, тяжелого и транспортного машиностроения, например, крупногабаритных объемных металлоконструкций
