Газогенератор

 

Изобретение относится к термической переработке твердых топлив и позволяет снизить теплопотери при газификации топлива с высокой влажностью и улучшить качество получаемого газа. Газогенератор включает в себя цилиндрический корпус с двойными стенками 1. которые образуют газоотводящий канал 2, с патрубками 3, 4 и 5 соответственно для загрузки топ пива, отвода парогазовой смеси и генераторного газа. Внутри цилиндрического корпуса выполнена топочная камера 6 с тангенциальными фурмами 7 и 8 для подвода топлива и воздуха , с отверстиями 9 и патрубками 10 для отвода продуктов сгорания и теплоотводящими ребрами 11. В нижней части газогенератора имеется зольник 12 с отверстиями 13 для отбора газа и шнековым золоудалителем 14. 2 ил.

фф

< ОК Э С НЧ Н:КИХ

< ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБПИК

<я>s С 10.13/20

f О СУДА Р С Т Н F Ht!ОЕ ПАТЕ НТ НОЕ

t. f ДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ у

Ф г фиг / (21) 4694174/26 (22) 22.05,89 (46) 30,11.92. Бюл. ¹ 44 (71) Ленинградская лесотехническая академия им. С.М.Кирова (72) В.Н,Моршин, А.К.Леонтьев, Н.В.Пошернев и А.Ф. Смоля ков (56) Авторское свидетельство .СССР

¹ 28609, кл. С 10 J 3/48, 1930. (54) ГАЗОГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к термической переработке твердых топлив и позволяет снизить теплопотери при газификации топлива с высокой влажностью и улучшить каSU „1778150 А1 чество получаемого газа. Газогенератор включает в себя цилиндрический корпус с двойными стенками 1, которые образуют газоотводящий канал 2, с патрубками 3, 4 и 5 соответственно для загрузки топлива, отвода парогазовой смеси и генераторного газа.

Внутри цилиндрического корпуса выполнена топочная камера 6 с тангенциальными фурмами 7 и 8 для подвода топлива и воздуха, с отверстиями 9 и патрубками 10 для отвода продукюв сгорания и теплоотводящими ребрами 11. В нижней части газогенератора имеется зольник 12 с отверстиями 13 для отбора газа и шнековым золоудалителем 14. 2 ил.!

V

00 ,Ю Ю !

1 178150

40

55

Изобретение относится к области техники по термической переработке твердых топлив.

Преимущественная область использования — лесозаготовительная, деревообрабатывающая и гидролиэная промышленность, По своей технической сущности наиболее близким к настоящему изобретению является газогенератор водяного газа для пылевидного топлива. Он состоит из внеш.ней кольцевой камеры для газификации и внутренней топки для сообщения камере теплоты, B данном газогенераторе подводящая горючий газ форсунка установлена вверху топочного пространства соплом вниз, а отводящие топочные газы каналы расположены в верхней части топки. По ним топочные газы поступают либо в камеру газификации, либо в газовый канал для наружного нагрева камеры газификации. Для многократного завихрения пылевидного топлива в камере газификации применено несколько ярусов тангенциальных каналов, по которым подводится водяной пар. Образующийся генераторный газ отводится вместе с золой через центральный канал в нижней части камеры газификации, Данная конструкция имеет следующие недостатки.

1, Значительный унос из циклонной камеры газификации коксовых частиц, не переработанных в генераторный газ. Причина в том, что суммарное время, необходимое для протекания химических реакций газификации углерода превышает для частиц наиболее крупнйх фракций время их пребывания в камере газификации.

2. Неэффективность газификации материалов с абсолютной влажностью более

20, Это вызвано тем, что при повышенном влагосодержании материала увеличивается количество тепла, идущее на испарение, Вследствие чего падает температура в камере газификации и КПД установки, 3. Невозможность газификации мелкозернистых материалов отличных от пылевидных, что вызвано характером движения (провалом) частиц крупных фракций в циклонных камерах. 50

4. При газификации пылевидных топлив, богатых летучими (например, опилок), вырабатываемый генераторный газ содержит значительное количество смол. что снижает его потребительские характеристики.

Целью настоящего изобретения является снижение теплопотерь при газификации топлива с высокой влажностью и улучшение качества получаемого газа.

Указанная цель достигается тем, что цилиндрический корпус газогенератора, имеющий двойные стенки, снабжен в верхней части патрубком для отвода парогазовой смеси, и топочная камера, расположенная внутри корпуса и имеющая отверстия для отвода продуктов сгорания, снабжена теплоотводящими ребрами, в нижней части имеет тангенциально расположенные фурмы для подвода воздуха и топлива, а отверстия для отвода продуктов сгорания расположены в средней и верхней частях топочной камеры, причем верхние отверстия имеют тангенциально расположенные патрубки, Известных технических решений, содержащих указанную совокупность признаков в их функциональном единстве не обнаружено.

Положительный эффект обеспечивается при использовании данного технического решения за счет следующих факторов.

Конвективная сушка подаваемого мелкозернистого материала происходит в закрученном потоке продуктов сгорания в верхней части цилиндрической камеры. Завихрение двухфазного потока обеспечивается тангенциальным расположением газоотводящих патрубков в верхней части топочной камеры. Так как избыточное количество водяного пара является балластом, ухудшающим характеристики процесса газификации (например, снижает температуру в зоне газификации), пар отводится в атмосферу через патрубок в верхней части цилиндрического корпуса.

Улучшение состава вырабатываемого горючего газа достигается при прохождении генераторного газа через высокотемпературную зону с равномерным распределением температуры.

При этом смолы распадаются на простейшие соединения: СО, СОг, Нр и др. Равномерность распределения температуры обеспечивается совокупностью признаков, находящихся в функциональном единстве. К ним относятся: отверстия в средней части топочной камеры, теплоотводящие ребра на стенке топочной камеры и двойные стенки цилиндрического корпуса, Продукты сгорания. отводимые через отверстия в средней части топочной камеры, пронизывают слой газифицируемого материала, Оребрение топочной камеры и отвод образующегося горячего газа вдоль стенок цилиндрического корпуса интенсифицируют процесс подвода тепла к материалу, непосредственно не прилегающему к топочной камере.

1778150

За счет специфического распределения давления по высоте газогенератора весь горючий газ, образующийся в плотном слое в процессе термической деструкции частиц, будет направляться в нижнюю часть камеры газификации, в которой создается высокотемпературная зона, На фиг.1 изображены продольный в плоскости ребер разрез газогенератора, на фиг,2 — поперечный разрез в плоскости патрубка для отвода генераторного газа.

Газогенератор включает в себя цилиндрический корпус с двойными стенками 1, которые образуют газоотводящий канал 2, с патрубками 3, 4 и 5 соответственно для загрузки топлива, отвода парогазовой смеси и генераторного газа, топочную камеру 6 с тангенциальными фурмами 7 и 8 для подвода топлива и воздуха с отверстиями 9 и патрубками 10 для отвода продуктов сгорания и теплоотводящими ребрами 11, а также зольник 12 с отверстиями 13 для отбора газа и шнековым золоудалителем 14.

Газогенератор работает следующим образом. В топочную камеру 6, расположенную по оси цилиндрического корпуса 1, подаются по тангенциальным фурмам 7 и 8 топливо (газообразное или мелкозернистое) и нагретый воздух. При этом обеспечивается сгорание топливной смеси в топочной камере 6 в закрученном потоке, Выделяющееся тепло идет на прогрев топочной камеры 6 и цилиндрического корпуса 1.

После достижения необходимого температурного уровня (около 1000 С) в нижней части цилиндрического корпуса 1 (камера газификации) в шахту непрерывно загружается через патрубок 3 мелкозернистое топливо, подлежащее газификации, При выходе продуктов сгорания иэ топочной камеры 6 через тангенциальные патрубки 10 в верхней части корпуса 1 образуется закрученный поток горючих газов, подхватывающий поступающее в шахту мелкозернистое топливо и подсушивающий его, Выпавшие из потока частицы также подсушиваются на поверхности плотного слоя осевших частиц. Образующийся в процессе сушки топлива водяной пар вместе с продуктами сгорания удаляется в атмосферу через патрубок 4.

Газификация мелкозернистого топлива протекает в плотном слое за счет подвода тепла от поверхности топочной камеры 6, теплоотводящих ребер 11, внутренней поверхности цилиндрического корпуса, и части продуктов сгорания, выходящей через отверстия 9 в топочной камере. При этом время пребывания частиц в камере газифи5

25

30 перечного сечения камеры газификации.

Повышается устойчивость и стабильность

55 кации (нижняя часть корпуса регулируется изменением скорости вращения шнека 14 золоудалителя и подбирается таким образом, чтобы обеспечить полное разложение частиц с наибольшим размером.

Горючий газ, образующийся в плотном слое в процессе термической деструкции частиц, а также при восстановительных реакциях на углеродных частицах — продуктах термолиза, будет направляться за счет падения давления по высоте корпуса 1 (максимум давления поддерживается в верхней части корпуса) в нижнюю часть камеры газификации и через отверстия 13 в газоотводящий канал 2. При движении горючий газ проходит высокотемпературную зону, образующуюся эа счет отвода части продуктов сгорания при температуре около 1000 С из топливной камеры через отверстия 9, а также за счет теплоподвода от боковой поверхности топочной камеры, B этой зоне происходит распад смол на простейшие соединения. Очищенный.от смол генераторный газ выводится из установки через газоотводящий канал 2 и патрубок 5.

Такое исполнение газогенератора обладает рядом технико-экономических преимуществ по сравнению с прототипом.

Эффективно используется вся площадь попроцесса газогенерации. Снижаются теплопотери при газификации топлив повышенной влажности и дисперсности. За счет подвода продуктов сгорания из гопливной камеры в камеру газификации создается высокотемпературная зона, при прохождении через которую улучшается состав генераторного газа, что позволяет использовать его без дополнительной очистки, Формула изобретения

Газогенератор, содержащий цилиндрический корпус с двойными стенками и расположенную в нем топочную камеру с отверстиями для отвода продуктов сгорания, отличающийся тем, что, с целью снижения теплопотерь при газификации топлива с высокой влажностью и улучшения качества получаемого газа, корпус в верхней части снабжен патрубком для отвода парогазовой смеси, топочная камера снабжена теплоотводящими ребрами и в нижней части тангенциально расположенными фурмами для подвода воздуха и топлива, отверстия .для отвода продуктов сгорания расположены в средней и верхней частях топочной камеры, причем верхние отверстия имеют тангенциально расположенные патрубки

1778150

Составитель А.Арискин

Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4163 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5