Газогенератор

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2478690:

Бредихин Роман Викторович (RU)

Газогенератор относится к области энергетики, лесной и лесоперерабатывающей промышленности и сельскому хозяйству. Газогенератор, включающий цилиндрический корпус с верхним отверстием для загрузки углеродсодержащей массы, отверстием подачи воздуха и выхода пиролизного газа, отверстием для удаления золы, внутреннюю оболочку, размещенную соосно цилиндрическому корпусу и образующую с последним кольцевой канал, который связан с отверстием для выхода газов, колосниковую решетку, установленную в нижней части корпуса, реактор, выполненный в виде усеченных конических поверхностей, сопряженных между собой вершинами, воздуховода, аэродинамически соединяющего отверстие подачи воздуха с входным отверстием реактора, закрепленного соосно корпусу в его средней части. При этом отверстие подачи воздуха размещено над отверстием выхода пиролизного газа и отделено от последнего заглушкой, установленной в кольцевом канале, а воздуховод выполнен в виде набора воздухопроводящих труб, размещенных в полости кольцевого канала и закрепленных в районах входных отверстий на заглушке. Изобретение позволяет получать высококалорийный пиролизный газ при относительно низких объемных параметрах на единицу получаемого продукта в единицу времени. Кроме того, получаемый пиролизный газ обладает низкой температурой, повышенной чистотой и содержит минимальное количество смолянистых веществ и свободной влаги. 1 ил.

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

Известен газогенератор, включающий цилиндрический корпус с верхним отверстием для загрузки углеродсодержащей массы, отверстием подачи воздуха и выхода пиролизного газа, отверстием для удаления золы, внутреннюю оболочку, размещенную соосно цилиндрическому корпусу и образующую с последним кольцевой канал, который связан с отверстием для выхода газов, колосниковую решетку, установленную в нижней части корпуса, реактор, выполненный в виде усеченных конических поверхностей, сопряженных между собой вершинами, воздуховода, аэродинамически соединяющего отверстие подачи воздуха с входным отверстием реактора, закрепленного соосно корпусу в его средней части (см. патент на полезную модель RU 36829 U1).

Недостатком данного газогенератора является низкая температура пиролиза, что способствует образованию повышенного количества твердого (золы, углей) и жидкого (смол) остатков. Другим недостатком является высокая температура получаемого газа, что исключает возможность его прямого использования в тепловых машинах. Как недостаток можно отметить большие объемные параметры на единицу получаемого продукта в единицу времени.

Целью изобретения является повышение эффективности получения пиролизного газогенераторного газа, а также улучшение его потребительских свойств.

Описываемый газогенератор изображен на фиг.1.

Газогенератор включает в себя цилиндрический корпус 1 с верхним отверстием 2 для загрузки углеродсодержащей массы, отверстиями подачи воздуха 3 и выхода пиролизного газа 4, отверстием для удаления золы 5, внутреннюю оболочку 6, размещенную соосно цилиндрическому корпусу 1 и образующую с последним кольцевой канал 7, который связан с отверстием для выхода газов 4. Генератор содержит также колосниковую решетку 8, установленную в нижней части корпуса 1, реактор 9, выполненный в виде усеченных конических поверхностей 10 и 11, сопряженных между собой вершинами, воздуховоды 14, аэродинамически соединяющие отверстие подачи воздуха 3 с входным отверстием 15 реактора 9, закрепленного соосно корпусу 1 в его средней части. При этом отверстие подачи воздуха 3 размещено над отверстием выхода пиролизного газа 4 и отделено от последнего заглушкой 16, установленной в кольцевом канале 7, а воздуховод 14 выполнен в виде набора воздухопроводящих труб, радиально размещенных в полости кольцевого канала 7 и закрепленных в районе отверстия подачи воздуха 3 на заглушке 16. В представленном варианте воздуховоды выполнены из труб J-образного вида. Верхнее отверстие 2 для загрузки углеродсодержащей массы закрыто заглушкой 17.

Газогенератор работает следующим образом.

Газогенератор заправляют через верхнее отверстие 2 углеродсодержащей массой (на рисунке не изображенной) в направлении стрелки А и поджигают ее. Одновременно с этим через отверстие подачи воздуха 3 подают атмосферный воздух в направлении стрелки Б, который по воздухопроводам 14 поступает в зону начала окислительного действия реактора 9, то есть в зону входного отверстия 15. Взаимодействие кислорода воздуха и углерода углеродосодержащей массы вызывает экзотермическую реакцию окисления (горение), скорость которой регулируют величиной подаваемого в реактор воздуха посредством подающего (вентилятора) устройства (на рисунке не изображенного). При этом величину подаваемого в газогенератор воздуха устанавливают исходя из обеспечения неполного окислительного процесса ведения экзотермической реакции. В этой ситуации углеродсодержащая масса подвергается самопроизвольному интенсивному нагреву с эмиссией моноксида углерода (CO), метана (CH₄) и некоторой величины водорода (H₂) как продукта разложения воды (H₂O), находящейся как в углеродсодержащей массе, так и в атмосферном воздухе, подводимого к реактору 9. Далее нагретая до температуры пиролиза углеродсодержащая масса переходит из конуса 10 в конус 11 реактора 9, оседая на колосниковой решетке 8. Завершающей фазой реакции углеродсодержащей массы является ее переход в состояние лишенное углерода. В силу естественной измельченности в этом состоянии массы самопроизвольно проходят отверстия колосниковой решетки 8 и скапливаются в приемнике для удаления золы 5.

Что касается образуемых пиролизных газов (CO, CH₄, H₂, N₂), то их по кольцевому каналу 7 отводят через отверстие выхода 4 в приемник по стрелке С (на рисунке не показанного). При этом тепло пиролизных газов противотоком направляется к массе подводимого к реактору воздуха, чем и обеспечивается достижение высокой температуры в зоне окислительного действия реактора, а также обеспечивается эффективное разложение воды (H₂O) на молекулы газов водорода (H₂) и кислорода (O₂). Последний, являясь окислителем, способствует достижению вторичного эффекта процесса окисления с развитием высокотемпературного поля в зоне химического действия реактора.

Подведение углеродсодержащей массы может быть осуществлено как в динамическом режиме, так и непрерывном. В первом варианте верхнее отверстие 2 корпуса 1 прикрывают в процессе работы газогенератора заглушкой 17, во втором же варианте устанавливают подающее устройство, оснащенное аэродинамическим затвором, препятствующим подсосу атмосферного воздуха и прорыву из корпуса 1 пиролизных газов.

Предлагаемый газогенератор позволяет получать высококалорийный пиролизный газ при относительно низких объемных параметрах на единицу получаемого продукта в единицу времени. Кроме того, получаемый пиролизный газ обладает низкой температурой, повышенной чистотой и содержит минимальное количество смолянистых веществ и свободной влаги.

Газогенератор углеродсодержащего материала, включающий цилиндрический корпус с верхним отверстием для загрузки углеродсодержащей массы, отверстиями подачи воздуха и выхода пиролизного газа, отверстием для удаления золы, внутреннюю оболочку, размещенную соосно цилиндрическому корпусу и образующую с последним кольцевой канал, который связан с отверстием для выхода газов, колосниковую решетку, установленную в нижней части корпуса, реактор, выполненный в виде усеченных конических поверхностей, сопряженных между собой вершинами, воздуховода, аэродинамически соединяющего отверстие подачи воздуха с входным отверстием реактора, закрепленного соосно корпусу в его средней части, отличающийся тем, что отверстие подачи воздуха размещено над отверстием выхода пиролизного газа и отделено от последнего заглушкой, установленной в кольцевом канале, а воздуховод выполнен в виде набора воздухопроводящих труб, радиалыно размещенных в полости кольцевого канала и закрепленных в районах входных отверстий на заглушке.

Похожие патенты:

Газогенератор // 2466177

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.

Способ управления устройством для выработки электроэнергии и устройство для использования в соответствии с данным способом // 2464300

Способ и устройство для получения жидкого биотоплива из твердой биомассы // 2459857

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

Способ и устройство для получения ацетилена // 2451658

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.

Котел для углежжения // 2450041

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

Газогенераторная установка // 2443760

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

Газогенератор "рабика" // 2443759

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.

Газогенераторная установка // 2442817

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

Установка для газификации твердого органического сырья // 2439129

Установка для комбинированного производства водородосодержащего газа, электрической и тепловой энергии // 2428459

Изобретение относится к области химии и теплоэнергетики. .

Реактор газификации // 2482164

Объединенный генератор синтез-газа // 2505585

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.

Способ и установка для получения синтез-газа // 2509052

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.

Слоевой газификатор непрерывного действия // 2513928

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.

Установка для переработки влажных органических субстратов в газообразные энергоносители // 2516492

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.

Установка газификации твердого топлива // 2530088

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.

Способ газификации твердого топлива и устройство для его осуществления // 2531812

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.

Газификатор (варианты) // 2536140

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.

Способ производства газообразного теплоносителя и сушки им сыпучего материала и устройство для осуществления способа // 2536644

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.

Устройство для переработки твердого топлива // 2539160

Изобретение относится к области металлургии, энергетики и химической промышленности при слоевой газификации твердого топлива с целью получения среднетемпературного кокса или энергетического и технологического газа, не содержащего конденсируемых продуктов. Устройство переработки твердого топлива состоит из верхнего, среднего и нижнего поясов, верхний пояс включает загрузочный люк, выпускной патрубок отвода газа, устройство розжига и гидрозатвор, средний пояс включает корпус с водяной рубашкой, выполненный в виде расширяющегося от верхнего пояса к нижнему усеченного конуса, образующая которого наклонена к вертикали под отрицательным углом α=-5…-10°, снабженный термоэлектрическими датчиками и электромагнитными двухтактными вибраторами, закрепленными на размещенных по окружности выступающих элементах верхнего фланца корпуса, нижний пояс включает корпус, выполненный в виде сужающегося от среднего пояса к выходу усеченного конуса, образующая которого наклонена к вертикали под углом β=15…20°, снабженный выгрузным узлом, колосниковой решеткой, термоэлектрическими датчиками, а также узлом для продувки угля воздухом или охлаждающим газом снизу вверх. Изобретение обеспечивает интенсификацию, повышение эффективности, производительности, качества готового продукта и снижение энергозатрат. 1 ил.