Газогенератор



Газогенератор
Газогенератор

 


Владельцы патента RU 2466177:

Зубакин Алексей Сергеевич (RU)

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. Камеру газификации 2 заполняют древесным углем и древесиной. После загрузки загрузочный люк 1 герметично закрывают. В качестве нагревательного устройства используют секционный индуктор 11 с переменным шагом навивки по высоте камеры газификации 2. Индуктор 11 выполнен в виде трубы из электропроводного материала с малым удельным электрическим сопротивлением с внешней изоляцией и расположен на стальном корпусе камеры газификации 2. Секции индуктора 11 соединены в общий тепловой контур через диэлектрические проставки 4. Камера газификации 2 и индуктор 11 помещены в термоизоляционный футляр из диэлектрического материала. Осуществляют сухую перегонку древесины. Получают древесный уголь и генераторный газ. Генераторный газ отбирают из нижней части камеры газификации 2. Изобретение позволяет повысить ресурс используемого электрического нагревательного устройства, повысить эффективность процесса газификации, снизить затраты на подготовку сырья. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к топливной энергетике, а именно к газогенераторным устройствам, в основном использующим отходы лесопереработки. Изобретение может быть использовано для питания двигателей внутреннего сгорания, для газификации и теплоснабжения в промышленности, сельском хозяйстве, для автономных поселений и т.д.

Известны конструкции газогенераторов, содержащих вертикально расположенный корпус, дутьевой канал, канал отвода газа и разделительную перегородку (колосниковую решетку) [2], [3], [4].

Недостатками данных газогенераторов является следующее. При применении воздушного или паровоздушного дутья в генераторном газе присутствует около 50% атмосферного азота, который снижает энергетическую ценность генераторного газа. Следовательно, единица объема воздушного генераторного газа имеет малую теплотворную способность. Эффективность процесса газификации генераторов воздушного газа составляет 60-70%. Подготовка сырья требует значительных затрат, особенно в отношении древесины и отходов лесопереработки (измельчение, сушка), для нормального осуществления процесса газификации.

Наиболее близким к предлагаемому газогенератору является газогенератор, содержащий вертикально расположенный корпус, дутьевой канал, канал отвода газа и электронагреватель, который выполнен колоколообразным и закреплен открытым торцом на днище внутри корпуса по оси последнего, а дутьевой канал выполнен в виде размещенной внутри корпуса трубки, нижний конец которой расположен над выпуклой частью электронагревателя [1].

Недостатками данного газогенератора является следующее. Нагревательный элемент расположен в реакционной зоне газогенератора, следовательно, ресурс самого нагревательного элемента ограничен в использовании вследствие воздействия высоких температур и агрессивной среды. При применении воздушного или паровоздушного дутья в генераторном газе присутствует около 50% атмосферного азота, который снижает энергетическую ценность генераторного газа. Следовательно, единица объема воздушного генераторного газа имеет малую теплотворную способность. Эффективность процесса газификации генераторов воздушного газа составляет 60-70%.

Техническим результатом изобретения является повышение ресурса используемого электрического нагревательного устройства, повышение эффективности процесса газификации за счет подвода тепловой энергии извне при помощи электрического нагревательного устройства, снижение затрат на подготовку сырья, а именно древесины и отходов лесопереработки (измельчение, сушка), для нормального осуществления процесса газификации, а также увеличение теплотворности единицы объема генераторного газа, не зависимо от влажности исходного сырья и его исходного типоразмера.

Для достижения указанного технического результата газогенератор сдержит цилиндрическую камеру газификации 2, установленную вертикально. Верхняя часть камеры газификации снабжена загрузочным люком с запорным механизмом 1. Нижняя часть камеры газификации снабжена зольникоприемником 6 и зольниковым люком 7. Тепловая энергия, необходимая для процесса газификации, создается непосредственно на стальном корпусе камеры газификации за счет применения секционированного индуктора 11, работающего на переменном токе промышленной частоты. Секции индуктора могут быть собраны в общий тепловой контур через диэлектрические проставки 4, что позволяет реализовать последовательное, параллельное или смешанное электрическое соединение индукторов. Для контроля и оптимизации температурного режима в камере газификации газогенератор снабжен термодатчиками 3, разнесенными по высоте камеры газификации, а индуктор выполнен с переменным шагом навивки по высоте камеры газификации. Навивка индуктора может быть правой, левой или комбинированной. Индуктор выполнен в виде трубы из электропроводного материала с малым удельным электрическим сопротивлением с внешней изоляцией, внутри которой циркулирует вода для ее охлаждения. Для повышения теплового КПД газогенератора камера газификации вместе с индуктором помещена в термоизоляционный футляр из диэлектрического материала 5. Для удобства обслуживания камера газификации установлена на три опоры 8, снабженных датчиком массы 16. Отбор генераторного газа осуществляется в нижней части камеры газификации после конической зольниковой решетки 14 с отверстиями 13 и отбойника 15, через газоотводный патрубок с обратным клапаном 12. При необходимости, через патрубок 9 и обратный клапан 10 в верхнюю часть камеры газификации вводится водяной пар. На фиг.1 показана схема общего вида газогенератора, на фиг.2 - разрез (фиг.1).

Газогенератор работает следующим образом. Камера газификации заполняется небольшой затравочной порцией древесного угля (для первого запуска газогенератора, если газогенератор ранее работал, то древесный уголь не нужен) и твердым топливом для газификации (древесина или отходы ее переработки). После загрузки верхний и нижний люки должны быть герметично закрыты. Для получения тепловой энергии в газогенераторе, необходимой для протекания окислительно-восстановительных реакций, используется индуктор, работающий на переменном токе промышленной частоты. Так как древесный уголь находится на конической зольниковой решетке внизу камеры газификации, он первым подвергается нагреву и вовлекается в окислительно-восстановительные реакции. Древесина, находящаяся выше, подвергается в это время подсушке. Водяные пары, двигаясь по пути наименьшего сопротивления, проходят через слой раскаленного древесного угля и разлагаются на водород и кислород, при этом вступая во взаимодействие со свободным углеродом. Отбор генераторного газа потребителю осуществляется в нижней части камеры газификации после конической зольниковой решетки и отбойника. После подсушки в древесине начинаются процессы сухой перегонки, выделяющиеся при этом мгокомпонентные горючие газы также проходят через слой раскаленного угля, где происходит их разложение на элементарные горючие компоненты. В конечном итоге по окончании процесса сухой перегонки древесины остается древесный уголь, который пополняет реакционную зону в нижней части камеры газификации. Если газифицируемое топливо содержит недостаточное количество влаги, то при этом будет наблюдаться прирост объема древесного угля в реакционной зоне. Для нормализации размера реакционной зоны необходимо добавить в верхнюю часть камеры газификации определенный объем водяного пара извне. По выработке топлива в камере газификации камера загружается снова и цикл повторяется.

При производстве генераторного газа отказались от газового (воздушного) дутья, поэтому генераторный газ практически не содержит «мертвого балласта» - азота, а термический крекинг и окислительно-восстановительные реакции протекают за счет пиролиза воды, содержащейся в газифицируемом топливе, при подводе тепловой энергии извне, как следствие, все загруженное твердое топливо в камеру газификации преобразуется в горючий генераторный газ. Размер газифицируемого топлива, как и его влажность, принципиального значения не имеет (от опилок до поленьев, лишь бы помещалось в камеру газификации). Количественный и качественный состав генераторного газа может регулироваться интенсивностью нагрева камеры газификации и количеством водяного пара, вводимого в камеру газификации извне.

Источники информации

1. Патент RU 2097406.

2. Н.Г.Юдушкин. Газогенераторные тракторы: теория, конструкция, расчет. М. - 1955 г. МАШГИЗ, 16 п.л.

3. Г.Г.Токарев. Газогенераторные автомобили. М. - 1955 г. МАШГИЗ, 13 п.л.

4. RU 2097405.

1. Газогенератор, содержащий вертикально расположенную цилиндрическую камеру газификации, канал отвода газа и электрическое нагревательное устройство, отличающийся тем, что в качестве нагревательного устройства используется секционный индуктор с переменным шагом навивки по высоте камеры газификации, выполненный в виде трубы из электропроводного материала с малым удельным электрическим сопротивлением с внешней изоляцией, внутри которой циркулирует вода для ее охлаждения, расположенный на стальном корпусе камеры газификации, соединение секций индуктора в общий тепловой контур осуществляется через диэлектрические проставки в виде параллельного, последовательного или смешанного соединений секций индуктора, а камера газификации вместе с индуктором помещена в термоизоляционный футляр из диэлектрического материала.

2. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что навивка индукторов может быть правая, левая или комбинированная.



 

Похожие патенты:

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

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 устройствам для получения древесного угля путем обжигания дерева без доступа воздуха. .

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 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, 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 термохимической переработки влажных органических субстратов и к области получения газообразного топлива. Установка для переработки влажных органических субстратов в газообразные энергоносители состоит из последовательно расположенных механического обезвоживающего устройства (7), газогенератора (1), мокрого скруббера (10) и энергогенерирующей установки (13). Между выходом скруббера (10) по жидкому потоку и устройством доочистки (9) расположен анаэробный биофильтр (8), выход которого по газу связан с энергогенерирующей установкой (13). Выход продуктов сгорания из энергогенерирующей установки (13) последовательно связан с сушилкой (5) и теплообменным аппаратом (17). Сушилка (5) установлена между выходом механического обезвоживающего устройства (7) по твёрдой фракции и швельшахтой (2) газогенератора (1). Теплообменный аппарат (17) установлен между аппаратом аэробного гидролиза (6) и дутьевым устройством (4) газогенератора (1). Вход по жидкому потоку анаэробного биофильтра (8) дополнительно связан с жидкостным выходом механического обезвоживающего устройства (7), перед которым размещён аппарат аэробного гидролиза (6). Выход аппарата аэробного гидролиза (6) по газу связан с топкой (3) газогенератора (1). На жидкостном входе скруббера (10) расположен многоходовой управляемый вентиль (14), который связан с жидкостным выходом механического обезвоживающего устройства (7). Управляющее устройство (15) многоходового управляемого вентиля (14) связано с выходом анаэробного биофильтра (8) по газу. Изобретение позволяет максимально полно использовать биоэнергетический потенциал промывных вод и исходного органического субстрата, а также снизить уровень техногенного загрязнения окружающей среды и повысить общий энергетический к.п.д. газогенераторных установок. 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в устройствах для газификации твердого топлива. Установка газификации твердого топлива содержит корпус газификатора из двух частей, верхней в виде цилиндрической обечайки и нижней в виде полого усеченного конуса с кожухом. Пространство между внутренней поверхностью кожуха и внешней поверхностью корпуса заполнено проточной охлаждающей водой. В кожухе сверху и снизу выполнены отверстия для входного и выходного штуцеров подачи воды. На крышке газификатора в центре первого сквозного отверстия установлено устройство загрузки твердого топлива в виде вертикального патрубка. Устройство для подвода окислителя выполнено в виде последовательно соединенных дутьевого вентилятора, блока озонирования воздуха, состоящего из обечайки с фланцами и со сквозным отверстием для ввода электродов в виде двух плоских металлических пластин. Обечайка блока озонирования последовательно соединена с общим воздуховодом и параллельно с четырьмя воздуховодными ветвями. Внизу и вверху кожуха выполнены отверстия для входного и выходного штуцеров подачи воды. Устройство поджига твердого топлива установлено во втором сквозном отверстии обечайки газификатора и кожуха. Устройство формирования зоны горения твердого топлива выполнено из последовательно соединенных баллона горючего газа с запорно-регулирующей арматурой и манометром, газопровода, горелки. Горелка оснащена штуцером подвода сжатого воздуха. К нижней части корпуса газификатора при помощи фланцевого соединения установлен питатель с лопастным ротором на подшипниковых опорах и соединен через муфты с электродвигателем. На внешней поверхности корпуса питателя установлен кожух с двумя сквозными отверстиями со штуцерами подачи охлаждающей воды во внутреннее пространство между корпусом питателя и кожухом. Выходы вала лопастного ротора через сквозные отверстия оснащены сальниковыми уплотнениями. Нижняя часть питателя соединена при помощи фланцевого соединения с камерой вывода газа и выгрузки шлака. Камера отвода газа и шлака выполнена из трех частей, верхней и нижней в виде полых усеченных конусов и средней в виде полого цилиндра. Разгрузочное отверстие камеры соединено при помощи фланцевого соединения с устройством выгрузки шлака в виде шнекового дозатора с электродвигателем, кабелем, частотным преобразователем. Датчики температуры установлены под крышкой газификатора, под воздушными форсунками и паровыми форсунками под питателем в газоходе на выходе полого усеченного конуса и патрубка теплообменника, в разгрузочном отверстии устройства выгрузки шлака. Датчики контроля минимального и максимального уровня топлива установлены на крышке газификатора. Техническим результатом является повышение производительности и эффективности газификации твердого топлива в установке, повышение рабочего ресурса установки в 10-20 раз, снижение запыленности газа, обеспечение контроля работы установки. 15 ил.

Изобретение относится к области энергетики, металлургии и химической промышленности и может быть использовано для получения кокса и генераторного газа. Способ газификации твердого топлива включает загрузку топлива в реактор, газификацию топлива и удаление продуктов газификации. Причем газификацию топлива осуществляют в режиме разреженной газовой среды путем понижения давления относительно атмосферного за счет откачки генераторного газа на выходе реактора, а состав газовой среды формируют на входе реактора при атмосферном давлении путем добавления смеси газов, паров, аэрозолей. Устройство для осуществления способа включает реактор, узел загрузки топлива, узел удаления продуктов газификации и формирователь газовой среды. Формирователь газовой среды, состоящий из двух раздельных входов для приема воздуха при атмосферном давлении и для подачи смеси газов, паров, аэрозолей, соединен со входом реактора, а перед выходом реактора установлены вытяжное устройство и теплообменник для поддержания необходимой температуры и давления генераторного газа. Газификатор имеет простую конструкцию и повышенную эффективность в работе. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газификаторам, а более конкретно к узлу охлаждающей камеры для газификатора. Газификатор (10) содержит камеру (14) сгорания, в которой обеспечивается сгорание горючего топлива для производства синтетического горючего газа, охлаждающую камеру (16), содержащую жидкий хладагент (32) и расположенную ниже по потоку от камеры (14) сгорания, погружную трубку (38), соединяющую камеру (14) сгорания с охлаждающей камерой (16) и выполненную с возможностью направления синтетического горючего газа из камеры (14) сгорания в охлаждающую камеру (16) с обеспечением его контакта с жидким хладагентом (32) и получения охлажденного синтетического горючего газа, отводящую трубку (46), окружающую погружную трубку (38) и ограничивающую между ними кольцевой проход (50), асимметричный или симметричный сепаратор (54) жидкости, расположенный вблизи выходного пути (52) охлаждающей камеры (16) и выполненный с возможностью удаления захваченного жидкого содержимого из охлажденного синтетического горючего газа, направляемого через кольцевой проход (50) к выходному пути (52), причем указанный асимметричный или симметричный сепаратор жидкости представляет собой дефлектор или многогранный или круглый сепаратор, при этом дефлектор содержит ребра, отверстия или комбинацию ребер и отверстий, а круглый сепаратор представляет собой круглый сепаратор конической формы. Изобретение обеспечивает улучшенный узел охлаждающей камеры как для применений резкого охлаждения, так и для скрубберных применений, выполненный с возможностью удаления захваченного жидкого содержимого по существу из эффлюента газа, создаваемого в газификаторе. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к химической и сельскохозяйственной промышленности, к области энергетики и может быть использовано для сушки сыпучего материала, например зерна, и получения кокса. Сущность изобретения заключается в том, что способ производства газообразного теплоносителя и сушки им сыпучего материала, преимущественно зерна, одновременно предусматривает получение кокса, используя уголь фракционного состава 10-50 мм, а температуру теплоносителя регулируют подачей воздуха на газификацию угля. Устройство для осуществления способа включает газогенераторную установку, выполненную из газификатора, калориферов, бака воды, циркуляционных насосов, бункера угля, теплообменника, газодувки, вентилятора и расходомера. Газификатор состоит из цилиндрического корпуса с крышкой, колосниковой решетки, водяной рубашки с подводом и сливом воды, люка, выгружного и продувочного патрубков, горловины с газовходным патрубком и предохранительного клапана. В устройство входят система загрузки угля, система подачи теплоносителя, система охлаждения газификатора и система охлаждения коксового остатка. Устройство может быть передвижным. Изобретение позволит обеспечить производство газообразного теплоносителя, сушку им сыпучего материала и получение кокса. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх