Газогенератор твердого топлива


 


Владельцы патента RU 2579112:

Кашин Евгений Михайлович (RU)
Диденко Валерий Николаевич (RU)

Изобретение относится к устройствам для газификации твердых органических топлив и может быть использовано для производства горючего генераторного газа. Техническим результатом является интенсификация процесса газификации при обеспечении высокой теплоты сгорания получаемого генераторного газа и повышение надежности газогенератора. Газогенератор твердого топлива содержит оболочку, внутри которой размещены корпус, патрубки для сбора газа, подачи в газификационную камеру сырья и газифицирующего агента и бункер. В стенке оболочки установлен патрубок для подачи газифицирующего агента в полость оболочки. В корпусе установлена горизонтальная центробежная газификационная камера с последовательно размещенными от центра к периферии зонами сушки, пиролиза, горения, восстановления твердого топлива. Боковая перфорированная стенка газификационной камеры расположена в зоне восстановления твердого топлива. Полость корпуса сообщена с патрубком для сбора газа. В торце газификационной камеры установлены патрубки для подачи в газификационную камеру сырья и газифицирующего агента. Бункер соединен с патрубком для подачи сырья в газификационную камеру. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для газификации твердых органических топлив и может быть использовано для производства горючего генераторного газа из отходов предприятий лесного и агропромышленного комплексов, применяемого в качестве основного вида топлива объектами энергетики и коммунального хозяйства, а также в двигателях внутреннего сгорания.

Известен газогенератор твердого топлива, содержащий корпус, расположенную внутри него газификационную камеру с одной или несколькими секциями, последовательно установленными вдоль вертикальной оси с возможностью вращения относительно друг друга и корпуса (пат. RU 2232347, опубл. 10.07.04 г. ). В нижней секции газификационной камеры установлен патрубок для подачи газифицирующего агента. В верхней секции газификационной камеры расположены патрубки для подачи сырья и для сбора газа. Сырье, подаваемое из бункера через патрубок в верхней секции газификационной камеры, при подходе к секции сушки нагревается поднимающимся вверх генераторным газом. Снизу в газификатор подается газифицирующий агент (влажный воздух). После прохождения через золу он нагревается и попадает в зону горения.

Недостатком известного газогенератора является низкая теплота сгорания получаемого генераторного газа, обусловленная засорением его смолами, активно выделяющимися в зонах сушки и пиролиза.

Эффективность газогенератора снижают такие факторы, как небольшая поверхность соприкосновения частиц золы с газифицирующим агентом, уменьшающая его прогрев; унос золы газифицирующим агентом и ее попадание на раскаленные частицы топлива в зоне окисления, снижающее интенсивность горения.

Кроме того, потоку движущегося газа (сначала газифицирующего агента, а затем генераторного газа) внутри газогенератора необходимо преодолеть достаточно большое аэродинамическое сопротивление слоев топлива, обусловленное большой высотой газогенератора. На преодоление сопротивления нужно принудительно создавать движение газовой среды внутри газогенератора с помощью вентилятора, дымососа, компрессора.

Наиболее близким к заявленному изобретению является газогенератор твердого топлива (RU №2497045, опубл. 2013 г. ), содержащий корпус, расположенную в нем горизонтальную центробежную газификационную камеру с последовательно размещенными от центра к периферии зонами сушки, пиролиза, горения, восстановления твердого топлива. Боковая перфорированная стенка газификационной камеры расположена в зоне восстановления твердого топлива. Полость корпуса сообщена с патрубком для сбора газа. В торце газификационной камеры установлены патрубки для подачи в газификационную камеру сырья и газифицирующего агента.

Известный газогенератор отличается высокой эффективностью и высоким качеством получаемого генераторного газа.

Недостатком является подача в газификационную камеру влажного топлива, заметно снижающая его теплоту сгорания. Подогрев компонентов (газифицирующего агента и сырья) перед поступлением их в зону горения осуществляется только в зоне сушки и является недостаточным для интенсивного горения топлива.

Техническим эффектом изобретения является повышение интенсивности процесса газификации за счет повышения эффективности сушки сырья-топлива и нагрева газифицирующего агента перед поступлением их в зону горения при обеспечении высокой теплоты сгорания генераторного газа.

Для достижения технического эффекта газогенератор твердого топлива содержит корпус, расположенную в корпусе горизонтальную центробежную газификационную камеру с последовательно размещенными от центра к периферии зонами сушки, пиролиза, горения, восстановления твердого топлива. Боковая перфорированная стенка газификационной камеры расположена в зоне восстановления твердого топлива. Полость корпуса сообщена с патрубком для сбора газа. В торце газификационной камеры установлены патрубки для подачи в газификационную камеру сырья и газифицирующего агента. При этом газогенератор твердого топлива содержит оболочку, внутри которой размещены корпус, патрубки для сбора газа, подачи в газификационную камеру сырья и газифицирующего агента и бункер, соединенный с патрубком для подачи сырья в газификационную камеру. В стенке оболочки установлен патрубок для подачи газифицирующего агента в полость оболочки.

В полости оболочки газифицирующий агент, перемещающийся от патрубка подачи в оболочку до патрубка подачи в газификационную камеру, эффективно нагревается теплом, излучаемым поверхностью стенок корпуса газификационной камеры и стенок патрубка для сбора генераторного газа. При этом охлаждаются стенки корпуса и патрубка сбора газа, что сохраняет их от перегрева, повышая их долговечность, соответственно, надежность газогенератора.

Сырье-топливо перед подачей в газификационную камеру нагревается от стенок бункера, прогреваемых теплом, излучаемым корпусом газификационной камеры и патрубком генераторного газа. Происходит предварительная сушка сырья-топлива.

Таким образом, за счет тепла, выделяемого при горении топлива, осуществляется предварительные нагрев газифицирующего агента и сушка сырья-топлива перед поступлением их в газификационную камеру, что повышает интенсивность процесса газификации без дополнительных энергозатрат. При этом, в отличие от аналога (пат. RU 2232347), получаемый генераторный газ не контактирует непосредственно с подсушиваемым сырьем и не засоряется выделяющимися из него смолами, что позволяет сохранить высокую теплоту сгорания генераторного газа.

На чертеже представлена конструкция заявленного газогенератора твердого топлива.

Газогенератор твердого топлива содержит горизонтальную центробежную газификационную камеру 1, установленную с зазором в корпусе 2. Внутри газификационной камеры расположены последовательно от центра к периферии зоны сушки (С), пиролиза (П), окисления (горения) (О), восстановления (В) твердого топлива. Обечайка (боковая стенка) 3 газификационной камеры 1 выполнена перфорированной и расположена в зоне восстановления твердого топлива. В верхней части корпуса 2 установлен патрубок 4 для сбора генераторного газа.

В торце газификационной камеры 1 установлен патрубок 5 для поступления газифицирующего агента в полость газификационной камеры, внутри которого установлен с зазором патрубок 6 для подачи сырья-топлива. Патрубок 6 с установленным внутри шнеком 7 соединен с бункером 8.

Корпус 2 с патрубками 4, 5, 6 и бункер 8 размещены в полости 9 оболочки 10. В стенке оболочки 10 установлен патрубок 11 для подачи газифицирующего агента в полость оболочки.

Для удаления твердых продуктов горения в нижней части корпуса 2 установлен патрубок 12.

При работе газогенератора исходное сырье-топливо из бункера 8 через патрубок 6 для подачи сырья с помощью шнека 7 попадает во вращающуюся газификационную камеру 1. Под действием центробежных сил сырье перемещается к боковым стенкам газификационной камеры 1, где располагаются углистые слои топлива, ранее загруженного, поочередно проходя разные температурные зоны и разные этапы газификации. При установившемся процессе горения формируется следующее расположение зон (от центра к боковой стенке корпуса - по пути движения сырья): зоны сушки (С), пиролиза (П), окисления (горения) (О), восстановления (В).

Образующийся в зоне восстановления генераторный газ также подвергается действию центробежных сил и выносится через перфорированную обечайку 3 камеры газификации 1 в свободное пространство сбора газа, образованное наружной поверхностью камеры газификации 1 и внутренней поверхностью неподвижного корпуса 2. В свободном пространстве газ скапливается до тех пор, пока его не начинает вытеснять вновь образуемый газ в патрубок 4 сбора генераторного газа для последующей обработки (очистка, охлаждение и осушение).

Холодный газифицирующий агент, подаваемый в полость 9 оболочки 10 через установленный в стенке оболочки патрубок 11, нагревается теплом излучения от стенок корпуса 2 и патрубка 4, одновременно охлаждая их. Из полости 9 горячий газифицирующий агент поступает через патрубок 5 для подачи газифицирующего агента в зону сушки газификационной камеры 1.

Тепло, излучаемое стенками корпуса 2 и патрубка 4 сбора генераторного газа, передается также сырью-топливу через стенки бункера 8. Прогретое и подсушенное сырье-топливо из бункера поступает в патрубок 6, в котором с помощью шнека 7 равномерно перемещается в газификационную камеру. Изменяя скорость вращения шнека, можно регулировать подачу сырья-топлива в газификационную камеру. Равномерная и регулируемая подача сырья-топлива независимым шнеком приводит к сбалансированному вращению газификационной камеры.

Зола, образованная в результате горения топлива, осыпается вниз под действием силы тяжести и через отводящий патрубок 12 выносится из газогенератора.

Таким образом, заявленная совокупность признаков обеспечивает повышение интенсивности процесса газификации за счет использования тепла, получаемого при горении компонентов, для нагрева сырья-топлива и газифицирующего агента не только в зоне сушки газификационной камеры, но и перед поступлением их в газификационную камеру. При этом обеспечивается высокое качество получаемого генераторного газа и повышается надежность газогенератора.

Газогенератор твердого топлива содержит корпус, расположенную в нем горизонтальную центробежную газификационную камеру, с последовательно размещенными от центра к периферии зонами сушки, пиролиза, горения, восстановления твердого топлива, боковая перфорированная стенка газификационной камеры расположена в зоне восстановления твердого топлива, полость корпуса сообщена с патрубком для сбора газа, в торце газификационной камеры установлены патрубки для подачи в газификационную камеру сырья и газифицирующего агента, отличающийся тем, что содержит оболочку, внутри которой размещены корпус, патрубки для сбора газа, подачи в газификационную камеру сырья и газифицирующего агента и бункер, соединенный с патрубком для подачи сырья в газификационную камеру, в стенке оболочки установлен патрубок для подачи газифицирующего агента в полость оболочки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для переработки органосодержащего сырья, а также в лесопромышленном комплексе. Влажное исходное сырье 14 подают в трубу 9 и перемещают поршнем 3 в камеру сушки 4, далее в камеры пиролиза 5 и конденсации 6 газообразных продуктов.

Изобретение относится к вихревой газогенерации и/или сжиганию твердых ископаемых топлив, биомассы и может быть использовано, главным образом, в малой и промышленной энергетике, преимущественно для утилизации горючих органических отходов, биомассы, местных топлив, таких как некондиционные угли или торф, а также иных твердых веществ, содержащих углерод и водород, например бытовых и промышленных отходов, для получения горючих газов разного качества с целью их сжигания или переработки.

Изобретение относится к области энергетики, предназначено для утилизации отходов на предприятиях аграрно-промышленного комплекса, преимущественно для сжигания пометно-подстилочной массы (ППМ), и может быть использовано для сжигания ППМ как в товарном виде, так и с добавками других видов мелкофракционных и пылевидных топлив.

Группа изобретений относится к переработке твердых и жидких отходов производства и потребления в термической плазме. Техническим результатом является повышение эффективности газификации отходов за счет снижения содержания примесей в отводимом пирогазе.

Изобретение может быть использовано в угольной промышленности и лесохимическом производстве. Углевыжигательная печь включает теплоизолированную камеру пиролиза (1), сообщающуюся посредством снабженного теплоизоляцией трубопровода (30) с системой конденсации, включающей охладитель (3) и сборник конденсата (31).

Изобретение относится к области пиролизной очистки технологической оснастки от производственных загрязнений, содержащих органические и углеводородные вещества, образующиеся в результате технологических процессов.

Изобретение относится к устройствам для переработки твердого углеродсодержащего сырья, в том числе отходов сельскохозяйственного производства и бытовых отходов, с получением метансодержащего топливного газа.

Изобретение может быть использовано в нефтехимической и энергетической промышленности. Способ переработки нефтяных отходов включает подачу отходов в реактор, обогреваемый высокотемпературными дымовыми газами.

Изобретение относится к способу и устройству для переработки отходов. Техническим результатом является упрощение и повышение надежности.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки и утилизации городских и промышленных отходов органического происхождения.

Изобретение относится к области переработки углеводородного сырья, а конкретно к окислительной конверсии углеводородных газов в синтез-газ. Способ получения синтез-газа путем автотермической парокислородуглекислотной каталитической конверсии углеводородного сырья включает подогрев исходных сырьевых компонентов, очистку углеводородного сырья от серосодержащих соединений, смешение исходных сырьевых компонентов с образованием реакционного газового потока, осевую подачу реакционного потока внутрь трубчатого открытопористого каталитического блока радиальной фильтрации.

Изобретение относится к газификатору биомассы с газификацией в перемещающемся потоке и способу газификации с использованием газификатора для получения синтез-газа из биотоплива в присутствии СВЧ-возбужденной плазмы.

Изобретение относится к способу и системе для образования и обработки синтез-газа с помощью плазменной газификации отходов, включающих муниципальные твердые отходы.

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к установкам для получения синтез-газа из углеводородсодержащего сырья, и может быть использовано в химической, нефтехимической, энергетической и других смежных отраслях промышленности для переработки углеводородного сырья с получением синтез-газа, используемого для энергетических и технологических целей.

Настоящее изобретение относится к способу газификации углеродсодержащих материалов с образованием синтез-газа. Способ газификации углеродсодержащих материалов в газогенераторе включает загрузку углеродсодержащих материалов в газогенератор, подачу газа, содержащего молекулярный кислород, подачу метансодержащего газа и необязательно воды; причем общее количество подаваемого кислорода составляет от 0.75 до 3.0 фунт на фунт общего количества углерода, загруженного в газогенератор; при этом в газогенераторе получают золу, содержащую углерод в золе, где указанная зола содержит менее 5% углерода в золе; и образуется газ, содержащий монооксид углерода, диоксид углерода, водород и деготь; который затем обрабатывают при температуре от 954°С до 1927°С в присутствии молекулярного кислорода с образованием сингаза-сырца, содержащего моноокисд углерода, водород и углерод в сингазе.

Настоящее изобретение относится к способу газификации углеродсодержащих материалов с образованием синтез-газа. Способ газификации углеродсодержащих материалов в газогенераторе включает загрузку углеродсодержащих материалов в газогенератор, подачу газа, содержащего молекулярный кислород, подачу газообразного диоксида углерода и необязательно воды; причем общее количество подаваемого кислорода составляет от 0.75 до 3.0 фунт на фунт общего количества углерода, загруженного в газогенератор; при этом в газогенераторе получают золу содержащую углерод в золе, где указанная зола содержит менее 10% углерода в золе; и образуется газ, содержащий монооксид углерода, водород и деготь; который затем обрабатывают при температуре от 954°С до 1927°С в присутствии молекулярного кислорода с образованием сингаза-сырца, содержащего моноокисд углерода, водород и углерод в сингазе.

Изобретение относится к способу переработки углеводородного материала, заключающемуся в загрузке материала в бункер, подаче материала в корпус шнека, регулировке подачи материала приводом шнека, прогреве выходной камеры и поданного материала внутри корпуса шнека, выборе режима газификации поданного материала, регулировке мощности плазматронов и нагревателя, плавлении шлака и переводе его в остеклованную форму, отводе и очистке получаемой газовой смеси.

Изобретение относится к способам газификации твердого топлива и может найти применение в газификаторах прямого дутья путем пиролитического разложения твердых углеродосодержащих топлив.

Изобретение может быть использовано для производства электроэнергии из сырьевого материала, содержащего углерод, более конкретно из угля и/или сухой биомассы. Способ получения электроэнергии из сырьевого материала, содержащего углерод, включает стадии газификации сухого сырьевого материала в газификационном реакторе газовым потоком, содержащим главным образом СО2, при высокой температуре с созданием первого газового потока, включающего главным образом молекулы монооксида углерода; окисления в окислительном реакторе носителями кислорода в окисленном состоянии (МеО) при высокой температуре с созданием второго газового потока, содержащего СО2, и носители кислорода в восстановленном состоянии (Ме); активации в активационном реакторе носителей кислорода в восстановленном состоянии газовым потоком активации, включающим элементы кислорода, с созданием обедненного кислородом газового потока активации; и преобразования части тепловой энергии потока активации в электроэнергию.
Изобретение относится к металлургической газификации твердого топлива и может быть использовано в энергетике, металлургии, переработке промышленных и твердых бытовых отходов.

Изобретение относится к способу и устройству для обработки потока исходного продукта (сырого синтез-газа/сингаза), получаемого в процессе подземной газификации угля (ПГУ). Устройство содержит сепаратор для отделения жидкостей и твердых частиц от сырого сингаза, получаемого в процессе ПГУ, содержащий сосуд, содержащий верхнюю секцию и нижнюю секции; входной канал для подачи газа; выходной канал для газа, расположенный над входным каналом для подачи газа; выходной канал для жидкостей, расположенный под входным каналом для подачи газа; и корзиночный фильтр, размещенный в нижней секции сосуда, при этом нижняя секция сосуда вмещает отделяемые жидкости и твердые частицы; и выводную систему для направления сырого сингаза, содержащего высокую концентрацию кислорода, в атмосферу, при этом выводная система содержит вертикально расположенный сосуд; выходной канал для газа в верхней части сосуда; жидкостное уплотнение в нижней части сосуда; и входной канал для газа для подачи поступающего сингаза в жидкостное уплотнение. Изобретение позволяет сделать поток обработанного продукта ПГУ пригодным для последующего применения, например, для выработки энергии или в химическом производстве. Изобретение можно также использовать для изоляции, обработки и манипуляций с потоком исходного продукта ПГУ, который образуется при поджиге или выводе из эксплуатации подземного газогенератора. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх