Газогенераторная установка

Изобретение может быть использовано для получения энергетического или технологического газа, не содержащего конденсируемых продуктов газификации твердого топлива. Газогенераторная установка содержит газогенератор в виде вертикальной шахты с крышкой (8), загрузочным люком (9), колосниковой решеткой (38), газоводом (31), патрубками подачи воздуха и отвода генерируемого газа. Корпус газогенератора выполнен из двух частей: верхней - в виде цилиндрической обечайки (1) и нижней - в виде полого усеченного конуса-переходника (2). Колосниковая решетка выполнена в виде двух равных частей с рычагами, соединенными через шарнирные связи с электроприводами. На внешней поверхности крышки (8) установлен топливный распределитель (57), соединенный последовательно с топливным трубопроводом (60), датчиком расхода топлива (61), клапаном регулирования расхода топлива (62) и насосом (63) с топливной емкостью (64). Изобретение позволяет эффективно и экономично использовать дешевые низкосортные угли, содержащие мелкие фракции. 6 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии, энергетики и химической промышленности, в частности для получения энергетического или технологического газа, не содержащего конденсируемых продуктов газификации твердого топлива.

Наиболее близким техническим решением является бытовая газогенераторная установка, состоящая из газогенератора, содержащего корпус в виде вертикальной шахты с фурами, колосниковую решетку, противень для забора золы, крышку поддувала, загрузочный люк с крышкой, из приспособления для отвода генерируемого газа из шахты в виде дополнительной трубы с раструбом и колпаком, расположенных по оси корпуса газогенератора, патрубков с клапанами и шпинделями для отвода генерируемого газа, газовода с газовой горелкой, установленной в водяном котле с вытяжной трубой, средства для подачи воздуха в виде патрубка для подачи воздуха, приспособления для розжига газогенератора, размещенного внутри газовой горелки и выполненного в виде кольцеобразной емкости, которая заполнена материалом фитиля, соосна диффузору газовой горелки и сообщается посредством трубопровода с емкостью для жидкого топлива, причем приспособление для отвода генерируемого газа из шахты выполнено в виде двух патрубков с запорными клапанами, размещенных на шахте газогенератора и соединенных между собой газоводом, дополнительная труба размещена в слое топлива, нижний конец ее находится непосредственно над реакционной зоной, а верхний конец над слоем загружаемого топлива (патент РФ №2036222, М.кл. C10BJ 3/02, C10J 3/22, 2007 г.).

Недостатками известной установки являются:

- низкая эффективность установки и повышенная санитарная и взрывопожарная опасность ее эксплуатации, обусловленных токсичностью СО-содержащего генерируемого газа при выходе его в воздух рабочей зоны вследствие зарастания патрубков для отвода газа и газовода твердыми смолопылевыми отложениями и их возгоранием при случайном попадании воздуха;

- конструктивно газогенераторная установка является установкой периодического режима работы с многочисленными циклами нагрева и охлаждения футеровки корпуса газогенератора, ограниченный ресурс эксплуатации из-за повреждения и растрескивания, что требует затраты на обновление поврежденной футеровки и снижает надежность, эффективность и экономичность использования установки;

- приспособление для отвода генерируемого газа и газовод подвергаются термическому повреждению, разрушению из-за высокой температуры генерируемого газа;

- использование воздуха для газификации топлива обуславливает низкую калорийность генерируемого газа, получаемого в установке;

- невозможность масштабирования установки в средние и большие типоразмеры со средней и большой производительностью генерации газа, сопутствующего производства твердых продуктов газификации, и невозможность подачи его к потребителю на дальние расстояния, необходимость которой обусловлена взрывопожаро- и промсанитарной опасностью эксплуатации установки, особенно больших типоразмеров, в непосредственно близости от потребителя;

- постоянный контакт колосниковой решетки с твердыми продуктами пиролиза топлива, имеющих температуру 900°-1200°С, вызывает повреждение и разрушение решетки, вследствие которых у нее ограниченный ресурс эксплуатации, что требует затраты на замену колосниковой решетки, снижает надежность, эффективность и экономичность использования установки;

- конструкция газогенератора не позволяет использовать дешевые низкосортные, спекающие и шлакующие угли, что существенно снижает экономичность использования газогенераторной установки.

Задачей предлагаемого изобретения является создание производственной газогенераторной установки с производительностью и калорийностью генерируемого газа, не содержащего конденсируемых продуктов газификации твердого топлива, достаточной для непрерывной работы энергетических - типовых котельных и технологических потребителей газа на удаленном расстоянии в течение 1-10 суток и более с соответствующим побочным производством твердых продуктов газификации с соблюдением нормативных промышленно-санитарных, экологических, взрыво-пожаробезопасных и других требований промышленной безопасности с эффективным и экономичным использованием дешевых спекающихся и шлакующихся низкосортных углей, содержащих мелкие фракции.

Газогенераторная установка, содержащая газогенератор в виде вертикальной шахты с крышкой, загрузочный люк, колосниковую решетку, газовод, патрубки подачи воздуха и отвода генерируемого газа, приспособление розжига газогенератора, топливную емкость, новым является, что корпус газогенератора выполнен с кожухом, пространство между его внутренней поверхностью и внешней поверхностью корпуса заполнено проточной охлаждающей водой, внизу и вверху кожуха выполнены отверстия для входного и двух выходных штуцеров подачи воды, корпус выполнен из двух частей, верхней в виде цилиндрической обечайки и нижней в виде полого усеченного конуса-переходника, в верхней части кожуха и корпуса под крышкой с загрузочным люком, футерованных внутри, выполнено прямоугольное отверстие, в котором установлен патрубок отвода генерируемого газа в виде конфузора-переходника с кожухом на 2/3-3/4 поверхности конфузора-переходника, пространство между внутренней поверхностью кожуха и внешней поверхностью конфузора-переходника заполнено проточной охлаждающей водой, в концевой части конфузора-переходника выполнено отверстие для штуцера подачи воды/пара, внизу и вверху кожуха выполнены отверстия для входного и выходного штуцеров подачи воды, причем выходной штуцер кожуха конфузора-переходника соединен через тройники, вентили, трубопровод со штуцерами подачи воды/пара в конфузор-переходник и в патрубок подачи воздуха, выполненный в виде диффузора-переходника, конфузор-переходник последовательно соединен с газоходным тройником с термодатчиком, дроссельной заслонкой, газоводом, газовым коллектором, вытяжным вентилятором и газовой магистралью, в нижнем основании конуса-переходника корпуса расположен разгрузочный с затвором патрубок, внутри которого установлена на шарнирах, закрепленных в стенках патрубка, колосниковая решетка в виде двух равных частей с рычагами, соединенными через шарнирные связи с электроприводами, на внешней поверхности по бокам разгрузочного патрубка симметрично, жестко закреплены две дуги с отверстиями для фиксации рычагами закрытого положения частей колосниковой решетки при помощи стержней с головками, внизу разгрузочного патрубка выполнено прямоугольное отверстие, в котором установлен диффузор-переходник со штуцером подвода воды/пара и патрубком подачи охлаждающего газа, диффузор-переходник последовательно соединен с воздуховодом, блоком озонирования воздуха, дроссельной заслонкой и дутьевым вентилятором, причем блок озонирования выполнен в виде обечайки с отверстием для ввода электродов озонирования в поперечное ее сечение, электроды озонирования, закрепленные на электроизоляционной пластине, прикрепленной к обечайке, последовательно соединены с коробкой соединительной, высоковольтными кабелями и источником, в крышке газогенератора выполнены симметрично 6-12 отверстий, на ее внешней поверхности установлен топливный распределитель, соединенный последовательно с разъемной муфтой, вентилем, топливным трубопроводом, датчиком расхода топлива и клапаном регулирования расхода топлива, насосом с топливной емкостью, установленных на тележке, причем топливный распределитель выполнен в виде кольцеобразной трубы с входным патрубком, в нижней части которой симметрично выполнены отверстия, в которые жестко установлены под углом α=45°-75° к вертикальной оси газогенератора форсунки разбрызгивания топлива, входящие в отверстия крышки, в верхней части цилиндрической обечайки корпуса и кожуха выполнено сквозное отверстие, в которое установлен патрубок для запального блока, выполненного из последовательно соединенных запальных электродов, закрепленных на термоэлектроизоляционной пластине, прикрепленной к кожуху, соединительной коробки, высоковольтных кабелей и источника, конфузор-переходник через тройник с датчиком температуры и дроссельную заслонку соединен с теплообменником, кожухом с входными и выходными штуцерами для воды, пространство между теплообменником и кожухом заполнено охлаждающей проточной водой, в нижней части теплообменника установлен вытяжной вентилятор с газоходом, соединенным с патрубком подачи охлаждающего газа в диффузоре-переходнике.

В газогенераторной установке корпус газогенератора выполнен с кожухом, пространство между его внутренней поверхностью и внешней поверхностью корпуса заполнено проточной охлаждающей водой, внизу и вверху кожуха выполнены отверстия для входного и выходных штуцеров подачи воды, что предотвращает термическое повреждение и разрушение корпуса газогенератора благодаря охлаждению водой.

В газогенераторной установке корпус выполнен из двух частей, верхней в виде цилиндрической обечайки и нижней в виде полого усеченного конуса-переходника - для равномерной подачи паровоздушной смеси по сечению слоя топлива в газогенераторе и для осуществления беспрепятственной разгрузки твердых продуктов газификации топлива.

В газогенераторной установке в верхней части кожуха и корпуса под крышкой с загрузочным люком, футерованных изнутри, выполнено прямоугольное отверстие, в котором установлен патрубок отвода генерируемого газа в виде конфузора-переходника с кожухом на 2/3-3/4 поверхности конфузора-переходника, пространство между внутренней поверхностью кожуха и внешней поверхностью конфузора-переходника заполнено проточной охлаждающей водой, в концевой части конфузора-переходника выполнено отверстие для штуцера подачи воды/пара, вверху и внизу кожуха выполнены отверстия для входного и выходного штуцеров подачи воды, причем выходной штуцер кожуха конфузора-переходника соединен через тройники, вентили, трубопровод со штуцерами подачи воды/пара в конфузор-переходник и в патрубок подачи воздуха, выполненного виде диффузора-переходника:

- для получения генерируемого экологически чистого газа, не содержащего смолистые вещества благодаря прохождению газа через вышележащий высокотемпературный слой твердых продуктов газификациии топлива;

- для получения генерируемого газа высокой калорийности из-за обогащенности водородом вследствие подачи пара в газогенератор через патрубок подачи воздуха;

- для минимизации гидравлического сопротивления выхода генерируемого газа из газогенератора и пылевыноса;

- для предотвращения термического разрушения от генерируемых газов с температурой выхода из газогенератора 900°С в режиме розжига и 700°С в рабочем режиме крышки, патрубка для отвода генерируемого газа, газоходного тройника, дроссельной заслонки, газовода, газового коллектора и вытяжного вентилятора, изготовленных из конструкционной стали с допустимой рабочей температурой не более 200-250°С;

- для быстрого и аварийного охлаждения газовода и газогенератора.

В газогенераторной установке конфузор-переходник последовательно соединен с газоходным тройником с термодатчиком, дроссельной заслонкой, газоводом, газовым коллектором, вытяжным вентилятором и газовой магистралью:

- для измерения температуры генерируемого газа в газоходе с целью ее контроля и регулирования;

- для регулирования расхода генерируемого газа из газогенератора;

- для подачи газа на большие расстояния от газогенераторной установки с минимальным гидравлическим сопротивлением;

- для изготовления производственных газогенераторов большой производительности.

В газогенераторной установке в нижнем основании конуса-переходника корпуса расположен разгрузочный с затвором патрубок, внутри которого установлена на шарнирах, закрепленных в стенках патрубка, колосниковая решетка в виде двух равных частей с рычагами, соединенными через шарнирные связи с электроприводами, на внешней поверхности по бокам разгрузочного патрубка симметрично, жестко закреплены две дуги с отверстиями для фиксации рычагами закрытого положения частей колосниковой решетки при помощи стержней с головками:

- для беспрепятственной, плавной, надежной и регулируемой разгрузки твердых продуктов газификации топлива посредством приведения в открытое состояние частей колосниковой решетки при помощи электроприводов и рычагов со связями;

- для изготовления газогенераторов больших типоразмеров с выполнением колосниковой решетки из двух частей, при котором консольная нагрузка от слоя твердого топлива в газогенераторе равномерно распределяется на два комплекта частей колосниковой решетки, шарниров, рычагов со связями и электропривода;

- для фиксации рычагами закрытого положения частей колосниковой решетки с целью предотвращения случайного открытия частей колосниковой решетки во время газификации топлива.

В газогенераторной установке внизу разгрузочного патрубка выполнено прямоугольное отверстие, в котором установлен диффузор-переходник со штуцером подвода воды/пара и патрубком подачи охлаждающего газа:

- для подачи воздуха в газогенератор с минимальным гидравлическим сопротивлением;

- для подачи вместе с воздухом пара, получаемого при охлаждении конфузора-переходника или от внешнего источника пара и проведения газификации твердого топлива на паровоздушном дутье с целью получения высококалорийного, обогащенного водородом генерируемого газа;

- для понижения температуры зоны газификации в слое топлива в газогенераторе с целью использования шлакующихся, спекающихся дешевых низкосортных углей, а также для аварийного прекращения газификации или быстрого охлаждения твердых продуктов газификации топлива большой подачей пара или воды вовнутрь газогенератора.

В газогенераторной установке диффузор-переходник последовательно соединен с блоком озонирования, воздуховодом, дроссельной заслонкой и дутьевым вентилятором, причем блок озонирования выполнен в виде обечайки с отверстием для ввода электродов озонирования в поперечном ее сечении, электроды озонирования, прикрепленные на электроизоляционной пластине, закрепленной на обечайке, последовательно соединены с коробкой соединительной, высоковольтными кабелями и источником:

- для регулируемого воздушного дутья с минимальным гидравлическим сопротивлением в газогенератор от дутьевого вентилятора с целью обеспечения средней, высокой производительности в газогенераторах средних больших типоразмерах;

- для обеспечения высокой эффективности газификации твердого топлива в газогенераторе при пониженной температуре зоны газификации за счет озонирования дутьевого воздуха и тем самым использование низкосортных спекающихся, шлакующихся углей.

В газогенераторной установке в крышке газогенератора выполнено симметрично 6-12 отверстий, на ее внешней поверхности установлен топливный распределитель, соединенный последовательно с разъемной муфтой, вентилем, топливным трубопроводом, датчиком расхода топлива и клапаном регулирования расхода топлива, насосом с топливной емкостью, установленных на тележке, причем топливный распределитель выполнен в виде кольцеобразной трубы с входным патрубком, в нижней части которой симметрично выполнены отверстия, в которые жестко установлены под углом 45°-75° к вертикальной оси газогенератора форсунки разбрызгивания топлива, входящие в отверстия крышки, в верхней части корпуса и кожуха выполнено сквозное отверстие, в которое установлен патрубок для запального блока, выполненного из последовательно соединенных запальных электродов, закрепленных на термоэлектроизоляционной пластине, прикрепленной к кожуху, соединительной коробки, высоковольтных кабелей и источника - для обеспечения розжига твердого топлива в газогенераторах посредством равномерного и регулируемого разбрызгивания форсунками жидкого топлива на поверхность топлива внутри газогенератора и воспламенение верхнего слоя топлива, пропитанного жидким топливом от запального блока.

В газогенераторной установке конфузор-переходник через газоходный тройник с термодатчиком и дроссельную заслонку соединен с теплообменником с кожухом с входными и выходными штуцерами для воды, пространство между теплообменником и кожухом заполнено охлаждающей проточной водой, в нижней части теплообменника установлен вытяжной вентилятор с газоходом, соединенным с патрубком подачи охлаждающего газа в диффузоре-переходнике - для обеспечения охлаждения твердых продуктов газификации твердого топлива в газогенераторе до безопасной температуры перед выгрузкой.

Предлагаемая газогенераторная установка поясняется чертежами:

На фиг.1 изображена общая схема газогенераторной установки (диффузор-переходник для пояснения повернут на 90°);

фиг.2 - вид А газогенератора сверху;

фиг.3 - вид Б-Б газогенератора сбоку;

фиг.4 - вид В запального блока в газогенераторе;

фиг.5 - вид Г-Г блока озонирования;

фиг.6 - вид Д-Д разгрузочного с затвором патрубка с колосниковой решеткой, рычагами со связями и электроприводами, диффузором-переходником.

В газогенераторной установке, содержащей корпус газогенератора, выполненного из двух частей, верхней в виде цилиндрической обечайки 1 и нижней в виде полого усеченного конуса-переходника 2 с кожухом 3, пространство 4 между его внутренней поверхностью и внешней поверхностью корпуса заполнено проточной охлаждающей водой, внизу и вверху кожуха 3 выполнены отверстия для входного 5 и выходных штуцеров 6, 7 подачи воды, в верхней части кожуха 3 и корпуса газогенератора под крышкой 8 с загрузочным люком 9, футерованных изнутри, выполнено прямоугольное отверстие, в котором установлен патрубок отвода генерируемого газа в виде конфузора-переходника 10 с кожухом 11 на 2/3-3/4 поверхности конфузора-переходника 10, пространство 12 между внутренней поверхностью кожуха 11 и внешней поверхностью конфузора-переходника 10 заполнено проточной охлаждающей водой, вверху и внизу кожуха 11 выполнены отверстия для входного 13 штуцера подачи воды, соединенного через трубопровод 14, вентиль 15 с выходным штуцером 7, и выходного 16 штуцера подачи воды/пара, соединенного через трубопровод 17, тройник 18 с вентилем 19 со штуцером 20 подачи воды/пара в конфузор-переходник 10, в концевой части которого выполнено для этого отверстие, причем выходной штуцер 16 кожуха 11 конфузора-переходника 10 одновременно соединен через трубопровод 17, тройник 18, тройник 21 с вентилем 22, вентиль 23, тройник 24 с вентилем 25 подачи пара от внешнего источника пара со штуцером 26 подачи пара в патрубок подачи воздуха в виде диффузора-переходника 27, конфузор-переходник 10 последовательно соединен с газоходным тройником 28 с термодатчиком 29, дроссельной заслонкой 30, газоходом 31, газовым колектором 32, вытяжным вентилятором 33 с газовой магистралью 34, в нижнем основании конуса-переходника 2 газогенератора расположен разгрузочный 35 с затвором 36 патрубок, внутри которого установлена на шарнирах 37, закрепленных в стенках разгрузочного патрубка 35, колосниковая решетка в виде двух равных частей 38 с рычагами 39, соединенными через шарнирные связи 40 с электроприводами 41, на внешней поверхности по бокам разгрузочного патрубка 35 симметрично, жестко закреплены две дуги 42 с отверстиями 43 для фиксации рычагами 39 закрытого положения частей 38 колосниковой решетки при помощи стержней 44 с головками, внизу разгрузочного патрубка 35 выполнено прямоугольное отверстие, в котором установлен диффузор-переходник 27 со штуцером 26 подвода воды/пара и патрубком подачи 45 охлаждающего газа, диффузор-переходник 27 последовательно соединен с блоком озонирования 46, с воздуховодом 47, дроссельной заслонкой 48 и дутьевым вентилятором 49, причем блок озонирования 46 выполнен в виде обечайки 50 с отверстием для ввода электродов 51 озонирования с электроизоляцией 52 в поперечное сечение обечайки 50, электроды 51 закреплены в электроизоляционой пластине 53, прикрепленной к обечайке 50, и последовательно соединены с коробкой соединительной 54, высоковольтными кабелями 55 и источником 56, в крышке 8 газогенератора выполнено симметрично 6-8 отверстий, на ее внешней поверхности установлен топливный распределитель 57, соединенный последовательно с разъемной муфтой 58, вентилем 59, топливным трубопроводом 60, датчиком 61 расхода топлива и клапаном регулирования 62 расхода топлива, насосом 63 с топливной емкостью 64 с вентилем 65, установленных на тележке 66, причем топливный распределитель 57 выполнен в виде кольцеобразной трубы 67 с входным патрубком 68, в нижней части которой симметрично выполнены отверстия, в которые жестко установлены под углом 45°-75° к вертикальной оси газогенератора форсунки 69 разбрызгивания топлива, входящие в отверстия крышки 8, в цилиндрической обечайке 1 корпуса и кожуха 4 газогенератора выполнено сквозное отверстие, в которое установлен патрубок 70 для запального блока, выполненного из последовательно соединенных запальных электродов 71 с электротермоизоляцией 72, закрепленных на термоэлектроизоляционной пластине 73, прикрепленной к кожуху 4, соединительной коробки 74, высоковольтных кабелей 75 и источника 76, конфузор-переходник 10 через газоходный тройник 28 с термодатчиком 29 и дроссельную заслонку 77 соединен теплообменником 78 с кожухом 79 с входным 80 и выходным 81 штуцерами для воды, пространство 82 между теплообменником 78 и кожухом 79 заполнено охлаждающей проточной водой, в нижней части теплообменника 78 установлен вытяжной вентилятор 83 с газоходом 84, соединенным с патрубком 45 подачи охлаждающего газа диффузора-переходника 27, на четырех уровнях по высоте в газогенераторе установлены термодатчики 85, 86, 87, 88, охлажденные твердые продукты газификации топлива выгружаются через разгрузочный патрубок 35 и затвор 36 на транспортер 89.

Газогенераторная установка работает следующим образом. Через загрузочный люк 9 в газогенератор загружают твердое кусковое топливо при закрытых частях 38 колосниковой решетки и затворе 36, после чего осуществляют разбрызгивание форсунками 69 на поверхность твердого топлива в газогенераторе жидкого топлива из емкости 64, подаваемого насосом 63 через топливный трубопровод 60, вентиль 59, муфту разъемную и топливный распределитель, контролируя и регулируя расход жидкого топлива посредством датчика 61 расхода и клапана 62 регулирования расхода топлива. После завершения увлажнения жидким топливом поверхности твердого топлива в газогенераторе выключают насос 62 и в целях безопасности перекрывают вентиль 59, отсоединяют посредством разъемной муфты 58 топливный трубопровод 60 от топливного распределителя 57. Затем подают воду в пространство 4 для охлаждения газогенератора и в пространство 12 для охлаждения конфузора-переходника 10 соответственно через штуцера 5 и 13 при открытых вентилях 15, 22 и закрытых вентилях 19, 23, открывают дроссельные заслонки 48, 30 на 1/5-1/3 проходного сечения и включают дутьевой и вытяжной вентиляторы 49, 33, после чего подают высокое напряжение от источника 76 через высоковольтные кабели 75, соединительную коробку 74 на запальные электроды 71 и воспламеняют воздушно-топливную смесь и верхний слой топлива, смоченный жидким топливом внутри газогенератора. При достижении верхнего слоя топлива температуры его воспламенения 400-600°С полностью открывают дроссельные заслонки 48, 30, после чего подают высокое напряжение от источника 56 через высоковольтные кабели 55, соединительную коробку 54 на электроды озонирования воздуха 51.

В газогенераторе в процессе газификации твердого топлива зона газификации смещается навстречу потоку паровоздушной озонированной смеси и над зоной газификации остается слой золы или полукокса в зависимости от избыточного или недостаточного расхода этой смеси, регулируемого дроссельными заслонками 48, 30, вентилем 23 или 25.

В зоне газификации топлива при температуре 800-1100°С генерируется горючий газ, калорийность которого регулируется подачей пара в диффузор-переходник 27 и далее проходя через слой раскаленных твердых продуктов газификации его температура понижается до 600-700°С вследствие эндотермических реакций между газом и твердыми продуктами газификации. Генерируемый газ под давлением дутьевого вентилятора 49 и разрежением вытяжного вентилятора 33 проходит слой твердых продуктов газификации равномерно и с малой скоростью 0,5-1,5 м/с - для предотвращения большого пылевыноса из газогенератора, входит в конфузор-переходник 10 и далее через газоходный тройник 28, дроссельную заслонку 30, газовод 31, газовый коллектор 32, через вытяжной вентилятор 33 и газовую магистраль 34 подается к энергетическому или технологическому потребителю.

Температуру генерируемого газа, входящего в конфузор-переходник 10 с температурой 600-700°С, контролируют по термодатчику 29 на газоходном тройнике 28 и регулируют в пределах 200-250°С подачей воды\пара в конфузор-переходник 10 через штуцер 20 посредством вентиля 19.

Температуру генерируемого газа в газогенераторе под крышкой 8 контролируют по термодатчику 85, установленному в цилиндрической обечайке 1 корпуса на самом верхнем уровне, и регулируют в пределах 600-700°С, а по термодатчикам 86, 87, 88 контролируют температуру топлива в зоне газификации на нижних уровнях и регулируют в пределах 800-1100°С в зависимости от спекаемости и шлакуемости топлива подачей воды\пара в диффузор-переходник 27 через штуцер 26 посредством вентиля 23 или подачей пара от внешнего источника через вентиль 25, а также регулируют использованием блока озонирования воздуха, необходимого для спекающегося или шлакующегося топлива.

В процессе газификации твердого топлива в газогенераторе по показанию термодатчика 88, установленного внизу конуса-переходника 2 корпуса, над колосниковой решеткой производят контроль окончания процесса газификации: при показании термодатчиком 88 температуры 800-1100°С прекращают подвод воздуха в газогенератор выключением дутьевого вентилятора 49, закрывают дроссельные заслонки 48 и 30, открывают дроссельную заслонку 77, подают воду через штуцер 80 в пространство 82 охлаждения корпуса теплообменника 78, включают вытяжной вентилятор 83, вследствие чего горячий генерируемый газ под действием разрежения вытяжного вентилятора 83 через конфузор-переходник 10, газоходный тройник 28 поступает в теплообменник 78, охлаждается и далее вытяжным вентилятором 83 через газоход 84, через диффузор-переходник 27, где смешивается с водой/паром, подаваемые штуцером 26, нагнетается под давлением в газогенератор, охлаждая слой горячих твердых продуктов газификации топлива до безопасной температуры 100-150°С для выгрузки из газогенератора. Перед выгрузкой охлажденных твердых продуктов газификации топлива из газогенератора вытяжной вентилятор 83 выключают, дроссельную заслонку 77 закрывают, прекращают подачу воды в пространство 82 через штуцер 80.

Выгрузку твердых продуктов газификации осуществляют посредством вынимания стержней с головками 44 из отверстий 43 дуг 42, включения электроприводов 41, работа которых через шарнирные связи 40 и рычаги 39 приводит части 38 колосниковой решетки в открытое положение, и далее открывают затвор 36, после чего твердые продукты выгружаются через разгрузочный патрубок 35 на транспортер 89.

Технический результат изобретения заключается в создании производственной газогенераторной установки с тепловой производительностью 0,5-5,0 Гкал/час и калорийностью генерируемого газа 2-7 ккал/кг, не содержащего конденсируемых продуктов газификации твердого топлива, достаточной для непрерывной работы энергетических - типовых котельных и технологических потребителей газа на удаленном расстоянии в течение 1-10 суток и более с соответствующим побочным производством твердых продуктов газификации с соблюдением нормативных промышленно-санитарных, экологических, взрывопожаробезопасных и других требований промышленной безопасности с эффективным и экономичным использованием дешевых спекающихся и шлакующихся низкосортных углей, содержащих мелкие фракции.

Газогенераторная установка, содержащая газогенератор в виде вертикальной шахты с крышкой, загрузочный люк, колосниковую решетку, газовод, патрубки подачи воздуха и отвода генерируемого газа, приспособление розжига газогенератора, топливную емкость, отличающаяся тем, что корпус газогенератора выполнен с кожухом, пространство между его внутренней поверхностью и внешней поверхностью корпуса заполнено проточной охлаждающей водой, внизу и вверху кожуха выполнены отверстия для входного и двух выходных штуцеров подачи воды, корпус выполнен из двух частей, верхней в виде цилиндрической обечайки и нижней в виде полого усеченного конуса-переходника, в верхней части кожуха и корпуса под крышкой с загрузочным люком, футерованных внутри, выполнено прямоугольное отверстие, в котором установлен патрубок отвода генерируемого газа в виде конфузора-переходника с кожухом на 2/3-3/4 поверхности конфузора-переходника, пространство между внутренней поверхностью кожуха и внешней поверхностью конфузора-переходника заполнено проточной охлаждающей водой, в концевой части конфузора-переходника выполнено отверстие для штуцера подачи воды/пара, внизу и вверху кожуха выполнены отверстия для входного и выходного штуцеров подачи воды, причем выходной штуцер кожуха конфузора-переходника соединен через тройники, вентили, трубопровод со штуцерами подачи воды/пара в конфузор-переходник и в патрубок подачи воздуха, выполненный в виде диффузора-переходника, конфузор-переходник последовательно соединен с газоходным тройником с термодатчиком, дроссельной заслонкой, газоводом, газовым коллектором, вытяжным вентилятором и газовой магистралью, в нижнем основании конуса-переходника корпуса расположен разгрузочный с затвором патрубок, внутри которого установлена на шарнирах, закрепленных в стенках патрубка, колосниковая решетка в виде двух равных частей с рычагами, соединенными через шарнирные связи с электроприводами, на внешней поверхности по бокам разгрузочного патрубка симметрично жестко закреплены две дуги с отверстиями для фиксации рычагами закрытого положения частей колосниковой решетки при помощи стержней с головками, внизу разгрузочного патрубка выполнено прямоугольное отверстие, в котором установлен диффузор-переходник со штуцером подвода воды/пара и патрубком подачи охлаждающего газа, диффузор-переходник последовательно соединен с воздуховодом, блоком озонирования воздуха, дроссельной заслонкой и дутьевым вентилятором, причем блок озонирования выполнен в виде обечайки с отверстием для ввода электродов озонирования в поперечное ее сечение, электроды озонирования, закрепленные на электроизоляционной пластине, прикрепленной к обечайке, последовательно соединены с соединительной коробкой высоковольтными кабелями и источником, в крышке газогенератора выполнены симметрично 6-12 отверстий, на ее внешней поверхности установлен топливный распределитель, соединенный последовательно с разъемной муфтой, вентилем, топливным трубопроводом, датчиком расхода топлива и клапаном регулирования расхода топлива, насосом с топливной емкостью, установленных на тележке, причем топливный распределитель выполнен в виде кольцеобразной трубы с входным патрубком, в нижней части которой симметрично выполнены отверстия, в которые жестко установлены под углом α=45-75° к вертикальной оси газогенератора форсунки разбрызгивания топлива, входящие в отверстия крышки, в верхней части цилиндрической обечайки корпуса и кожуха выполнено сквозное отверстие, в которое установлен патрубок для запального блока, выполненного из последовательно соединенных запальных электродов, закрепленных на термоэлектроизоляционной пластине, прикрепленной к кожуху, соединительной коробки, высоковольтных кабелей и источника, конфузор-переходник через газоходный тройник с термодатчиком и дроссельную заслонку соединен с теплообменником, кожухом с входными и выходными штуцерами для воды, пространство между теплообменником и кожухом заполнено охлаждающей проточной водой, в нижней части теплообменника установлен вытяжной вентилятор с газоходом, соединенным с патрубком подачи охлаждающего газа в диффузоре-переходнике.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газогенераторным установкам для получения генераторного газа из дешевых видов твердого топлива с последующим сжиганием газа в системе отопления жилых и производственных помещений.

Изобретение относится к автономным источникам энергии, работающим на возобновляемых видах топлива. .

Изобретение относится к области парового риформинга. .

Изобретение относится к области энергетики и химической промышленности и может применяться для производства синтез-газа из угля. .

Изобретение относится к области металлургии, энергетики и химической промышленности, в частности для получения энергетического или технологического газа, не содержащего конденсируемых продуктов газификации твердого топлива.

Изобретение относится к устройствам для газификации древесных отходов, может быть использовано для переработки влажного опила в генераторный газ, пригодный для питания двигателей внутреннего сгорания мобильных электростанций, и позволяет газифицировать опил с относительной влажностью до 120 вес.% в генераторный газ, пригодный для питания двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к устройствам для получения древесного угля путем обжигания дерева без доступа воздуха

Изобретение относится к способу получения ацетилена путем плазмохимического пиролиза смеси измельченного твердого сырья с фракцией менее 100 мкм с водяным паром в импульсном электроразрядном плазмотроне

Изобретение относится к способу получения жидкого углеводородного продукта (1), такого как биотопливо, из твердой биомассы (2)

Изобретение относится к топливной энергетике и может быть использовано для питания двигателей внутреннего сгорания, для газификации и теплоснабжения в промышленности, сельском хозяйстве, для автономных поселений

Изобретение относится к области энергетики, лесной и лесоперерабатывающей промышленности, сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве газообразного топлива из органических отходов

Изобретение относится к объединенным генераторам синтез-газа. Генерирование синтез-газа может быть объединено в различных системах и способах. Для получения синтез-газа могут быть объединены реактор частичного окисления (РЧО) и установка каталитического реформинга с водяным паром конвекционно нагретого газа/углеводорода. В некоторых вариантах для получения синтез-газа могут быть объединены реактор частичного окисления (РЧО), установка каталитического реформинга с водяным паром конвекционно нагретого газа/углеводорода и паровой котел-утилизатор. Техническим результатом изобретения является создание объединенной системы генерирования синтез-газа. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу и установке для получения синтез-газа (S) из твердых частиц (C) углерода, причем указанные частицы (C) углерода получают посредством пиролиза, газификация частиц (C) углерода происходит в результате непрямого нагрева частиц (C) углерода в присутствии технологического газа (P) в том же самом пространстве реактора, где находятся частицы (C) углерода, при этом непрямой нагрев осуществляют с помощью теплового излучения от горелок (Br1-Brn), расположенных в реакторе (1), а синтез-газ (S), образовавшийся во время газификации, выпускают из указанного пространства. Установка содержит реактор, по меньшей мере, одну горелку (Br1-Brn), расположенную внутри реактора, устройства для подачи частиц углерода и технологического газа во внутреннее пространство реактора и средство выпуска образующегося синтез-газа (S), при этом, по меньшей мере, одна горелка (Br1-Brn) выполнена с возможностью обеспечения сгорания внутри труб радиационного нагрева и обеспечения теплового излучения от нее для непрямого нагрева частиц (C) углерода и технологического газа (P) внутри реактора. Обеспечивается повышение теплового КПД реактора газификации. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в химической, металлургической и энергетической областях. Слоевой газификатор непрерывного действия представляет собой аппарат шахтного типа на обратном дутье и состоит из топки с охлаждаемой колосниковой решеткой (1), питателя (2) непрерывной подачи топлива в топку и узла (3) отгрузки кокса и золы, который расположен в нижней части. Питатель (2) непрерывной подачи топлива в топку и узел (3) отгрузки кокса и золы выполнены в виде шнекового транспортера с герметизацией соответственно узла подачи и узла отгрузки. Колосниковая решетка (1) выполнена из труб, по которым протекает холодная жидкость, и установлена наклонно под углом естественного осыпания твердого топлива, с изгибом в нижней части в обратную сторону. В топке со стороны подачи через узел (5) воздуха установлена защитная сетка (4). В боковой части слоевой газификатор оснащен узлом для удаления газов (6). Слоевой газификатор установлен на оси (8) с возможностью отклонения от вертикальной оси в две стороны в пределах изменения угла наклона колосниковой решетки (1), с помощью поворотного механизма. Изобретение позволяет упростить конструкцию газификатора и повысить эффективность процесса газификации твёрдого топлива. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, энергетики и химической промышленности, в частности для получения энергетического или технологического газа, не содержащего конденсируемых продуктов газификации твердого топлива

Наверх