Газогенераторная установка



Газогенераторная установка
Газогенераторная установка
Газогенераторная установка
Газогенераторная установка
Газогенераторная установка
Газогенераторная установка

 


Владельцы патента RU 2443760:

Ксензов Петр Ильич (RU)
Ярыгин Леонид Анатольевич (RU)
Ермаков Игорь Германович (RU)

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.
Наверх