Газификатор твердого топлива

Настоящее изобретение относится к системе коммунального хозяйства и малой энергетике, может быть применено для уничтожения твердых бытовых отходов (ТБО) и получения чистого горючего газа за счет применения газификатора. Технический результат изобретения заключается в получении чистого горючего газа, содержащего метан, этан, водород, азот и сложные CnHn с более высокой теплотворной способностью; в исключении необходимости термической обработки отходов и пакетирования; в осуществлении единовременного отбора газа и применении упрощенной схемы очистки газа. Заявленный результат обеспечивается конструктивным исполнением газификатора твердого топлива, который включает в себя горизонтально установленную термическую печь со встроенным пластинчатым питателем с пластинами из серого чугуна со множеством отверстий для кипящего слоя топлива, герметичным бункером для сбора золы и отходов переработки, в передней части снабжен газовой горелкой двойной крышкой с горизонтальной перегородкой для теплообменника, расположенного вокруг стенки газификатора, при этом газификатор и теплообменник выполнены в форме конуса с отбойным листом, а чугунная пластина питателя, имеющая отверстия для кипящего слоя, постоянно обдувается первичным воздухом через герметичный короб, дроссельную заслонку и вентилятор, обеспечивая таким образом температурный режим на пластине питателя, не превышающий 460°С. 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к системе коммунального хозяйства и малой энергетике, может быть применено для уничтожения твердых бытовых отходов (ТБО) и получения чистого горючего газа за счет применения газификатора.

Из существующего уровня техники известны разработки ООО «НЭТ», г. Рязань [http://нэт62.рф/photo_gallery/nashi-raboty], в которых применяется очень сложная трехзонная технология отбора синтез-газа, сопровождаемая высокой температурой разложения ТБО, вследствие чего в газе получается много паров металлического характера: ртуть, сера, мышьяк, селен, кадмий, натрий, цинк, теллур, калий, магний, гелий, кальций, сурьма, свинец, барий, марганец, кремний, медь, олово, хром и др.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является газификатор ТБО [патент РФ RU 2545199, заявка №2014102713/03, 29.01.2014 ГАЗИФИКАТОР ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ И ТВЕРДОГО ТОПЛИВА. МПК F23G 5/027, опубл. 27.03.2015 в бюлл. №9] с подачей газофицирующего агента через кольцевые зазоры между вращающимися секциями. Недостатком данного технического решения является необходимость вращения секции газификатора для улучшения теплообмена и газопроницаемости между частицами топлива, что усложняет конструкцию и не исключает испарения легкоплавких металлов.

Результатами, на получение которых направлено предлагаемое техническое решение, являются получение в результате работы газификатора не синтез-газа, а чистого горючего газа, содержащего метан, этан, водород, азот и сложные CnHn с более высокой теплотворной способностью; исключение необходимости термической обработки отходов и пакетирования; осуществление вместо трехзонного отбора газов единовременный отбор газа; применение упрощенной схемы очистки газа.

Заявленный результат обеспечивается конструктивным исполнением газификатора твердого топлива, который включает в себя горизонтально установленную термическую печь со встроенным пластинчатым питателем с пластинами из серого чугуна со множеством отверстий для кипящего слоя топлива, герметичным бункером для сбора золы и отходов переработки, в передней части снабжен газовой горелкой с двойной крышкой с горизонтальной перегородкой для теплообменника, расположенного вокруг стенки газификатора, при этом газификатор и теплообменник выполнены в форме конуса с отбойным листом, а чугунная пластина питателя, имеющая отверстия для кипящего слоя, постоянно обдувается первичным воздухом через герметичный короб, дроссельную заслонку и вентилятор, обеспечивая таким образом температурный режим на пластине питателя, не превышающий 460°С.

Газификатор работает следующим образом.

На площадке сортировки перед бункером 27 из состава отходов убираются:

1) металл металлоулавливателем на валу подающего транспортера;

2) стеклянные изделия;

3) кирпич, бетон;

4) видео и радиотехника, предназначенные для утилизации;

5) крупные предметы из древесины, которые предварительно распиливают, а затем подаются на измельчитель.

Из бункера 27 отобранные отходы поступают сушилку в виброкипящем слое 28. Высушенный материал идет в дробилку-измельчитель 29, и готовое топливо размером 1÷3 мм ссыпается в бункер готового топлива 1. Винтовым конвейером со шлюзовым затвором 23 топливо подается на пластинчатый питатель 18, снабженный приводом 22, герметичным коробом 21, вентилятором 20, дроссельной заслонкой 19, через которые подается первичный воздух через отверстия чугунных пластин 25. Воздух, проходя эти отверстия, на пластинах создает кипящий слой топлива со скоростью, достаточной поднять частицу с удельным весом до 2 г/см2. Средняя температура пластины будет иметь температуру 450÷460°С. Следовательно, могут испариться материалы, имеющие точку кипения до 460°С и удельный вес менее 2 г/см2.

Газификатор 7, расположенный горизонтально, имеет форму равнобокого усеченного конуса с верхней оболочкой теплообменника 5 с направляющими перегородками 6 в потоке горючего газа.

Пластинчатый питатель 18 встроен в рассечку теплообменника 5 и на конце имеет герметичный бункер 16 с ножом 24 для срезания прилипших частиц. Бункер снабжен шнековым конвейером 17 для выгрузки золы и остатков.

В передней части газификатора 7 на общей трубной доске 9 установлены разъемная крышка 10 с горизонтальной перегородкой для теплообменника 5 с патрубками 11, 15 для греющей смеси. По центру трубной доски 9 установлена газовая горелка 12 с дроссельной заслонкой 13 и вентилятором 14. Для измерения и регулирования температуры факела газовой горелки в пределах 1400÷1500°С предусмотрен термодатчик 26.

На теплообменнике 5 в верхней части у основания конуса имеется отверстие 8 для входа горючего газа в межтрубное пространство.

На выходе горючих газов из межтрубного пространства установлен патрубок 3 для выхода горючего газа в воздухоподогреватель 31, соединенный с воздуховодом горячего воздуха 30. Проходя воздухоподогреватель из горючих газов, конденсируется ртуть, которая скатывается в конус воздухоподогревателя. Горючие газы, проходя через холодильник-конденсатор 32 с дроссельным клапаном 33, конденсируют пары воды, и все химические соединения в виде растворов или осадков выпадут вместе с конденсатом в резервуар холодильника-конденсатора 32.

Со стороны бункера 1 на единой трубной доске установлена неразъемная крышка 2 теплообменника 5.

К корпусу газификатора 7 в задней части приварен тепловой отражатель 4.

Применяя пластинчатый питатель с отверстиями в пластинах для кипящего слоя, кроме генераторных газов в парообразном виде образуются бензол, толуол, этилбензол, ксилол, нафталин, которые при высоких температурах газового факела перейдут в более низкие горючие радикалы в виде газа. Кроме них, имея низкую точку кипения, перейдут в пары: бром, фтор, йод, калий, натрий, фосфор, сера, хлор, ртуть.

Калий, натрий хорошо реагируют с бромом и йодом. Бром и йод будут замещены хлором, в результате чего в конечном итоге получаются соли NaCl, KCl, PCl3 и SF6, которые растворимы в воде. Бром и йод - жидкости.

В результате при температуре воздухоподогревателя 31 от 400 до 150°С ртуть выпадет в осадок в конус воздухоподогревателя 31, а при температуре от 150 до 50°С в холодильнике-конденсаторе 32 все образовавшиеся соединения в растворенном виде или осадке перейдут в конденсат холодильника, не образуя металлических или других газовых соединений в горячем газе.

Смола и уксус при температуре факела 1200°С разложатся на угарный газ и воду. Проходя температуру факела 1400°С ÷ 1500°С синтез-газ преобразуется в горючий газ и после холодильника-конденсатора 32 получается горючий чистый газ, содержащий метан, этан, водород, сложные радикалы и азот с теплотворной способностью в 1,75÷2 раза выше, чем синтез-газ.

Таким образом, преимущества, обеспечиваемые предлагаемой конструкцией газификатора, заключаются в следующем.

1) Исключается необходимость термической обработки отходов и пакетирования.

2) Вместо двух- и трехзонного отбора газов осуществляется единовременный отбор газа.

3) Упрощенная схема очистки газа.

4) В результате работы газификатора получается не синтез-газ, а чистый горючий газ, содержащий метан, этан, водород, азот и сложные CnHn с более высокой теплотворной способностью.

Газификатор твердого топлива включает в себя горизонтально установленную термическую печь со встроенным пластинчатым питателем с пластинами из серого чугуна со множеством отверстий для кипящего слоя топлива, герметичным бункером для сбора золы и отходов переработки, в передней части снабжен газовой горелкой с двойной крышкой с горизонтальной перегородкой для теплообменника, расположенного вокруг стенки газификатора, при этом газификатор и теплообменник выполнены в форме конуса с отбойным листом, отличающийся тем, что чугунная пластина питателя, имеющая отверстия для кипящего слоя, постоянно обдувается первичным воздухом через герметичный короб, дроссельную заслонку и вентилятор, обеспечивая таким образом температурный режим, не превышающий 460°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих твердых веществ в альтернативные энергетические ресурсы, используемые как для промышленных, так и для бытовых нужд.

Изобретение относится к области переработки жидких отходов путем их пиролиза и может быть использовано для утилизации промышленных отходов органического происхождения.
Изобретение относится к способу переработки твердых отходов производства соды и может найти применение в химической промышленности при решении экологических, технологических и экономических проблем.

Изобретение относится к области термической утилизации органосодержащих отходов. Решаемая техническая задача - термическая, экологически безопасная утилизация медицинских и биологических отходов, увеличение сменной производительности установки.

Изобретение относится к устройствам для термической переработки твердых органических отходов, в том числе бытовых, без предварительной сортировки и может быть использовано в народнохозяйственном комплексе для обезвреживания и уничтожения отходов.

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих отходов растительного происхождения и может применяться для генерации электрической и тепловой энергии и получения углеродных сорбентов.

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих отходов растительного происхождения и может применяться для генерации электрической и тепловой энергии и получения углеродных сорбентов.
Изобретение относится к области переработки твердых коммунальных и прочих органических отходов, в частности может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве при сжигании отходов с гарантированным подавлением вредных веществ, в том числе диоксинов, и утилизацией теплоты сгорания отходов.

Изобретение относится к оборудованию комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения, включает процессы сжигания, пиролиза и газификации.

Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых, отходов.

Изобретение относится к газогенератору непрерывного действия. При этом газогенератор характеризуется тем, что в цилиндрической части корпуса установлен поршень со штоком, на верхнем торце которого установлен магнит и закреплен гибкий трос, соединенный с электроприводом подъемного механизма; на крышке корпуса газогенератора установлена штанга с закрепленными на ней датчиками нижнего и верхнего положения уровня топлива, а на верхнем торце штанги установлен стопорный механизм; сбоку от корпуса газогенератора установлен механизм загрузки топлива, включающий в себя бункер, соединенный с корпусом газогенератора шнековым каналом, причем конец канала, присоединенный к бункеру, содержит приводной шнек, шток которого соединен с валом электродвигателя, а конец канала, присоединенный к корпусу газогенератора, - электромеханическую заслонку, снабженную электроприводом; выходы датчиков нижнего и верхнего положения уровня топлива подключены к измерительным входам блока управления, а силовые выходы последнего подключены соответственно к электроприводу подъемного механизма, стопорному механизму, электродвигателю приводного шнека и электроприводу электромеханической заслонки.

Группа изобретений относится к области горения и газификации твердых топлив и предназначена для получения генераторного газа, в том числе силового или синтетического газа, в области когенерации электрической и тепловой энергии или полигенерации с дополнительным производством СЖТ, метанола и прочих химических продуктов из подготовленного низкосортного твердого топлива.

Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы путем газификации с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород.

Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы, включая утилизацию твердых органических углеродсодержащих отходов, путем газификации с получением горючего газа для последующего производства тепловой и электрической энергии.

Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы путем газификации с получением горючего газа. Способ газификации топливной биомассы в плотном слое, перемещающемся вдоль оси вращающегося вокруг своей оси наклонного цилиндрического реактора, включает загрузку твердого измельченного биотоплива в реактор, подачу в реактор газифицирующего агента - воздуха со стороны реактора, где происходит накопление твердых отходов газификации - золы, перемещение загруженного топлива вдоль оси реактора, вывод золы и горючего топливного газа из реактора с фильтрацией газового потока через слой загруженной топливной биомассы.

Изобретение относится к утилизации органических отходов, а именно к устройствам для их переработки путем пиролиза с получением генераторного газа, и может быть использовано для утилизации отходов заводов по производству риса и овса с получением аморфного кремнийсодержащего остатка.

Изобретение относится к области горения и газификации твердых топлив и предназначено для получения генераторного газа, в том числе силового или синтетического газа, и может быть использовано в области производства электрической и тепловой энергии или полигенерации.

Изобретение относится к области производства газов, содержащих монооксид углерода и водород, из твердых углеродсодержащих веществ при помощи процессов частичного окисления и может быть использовано в энергетике.

Предложен способ обеспечения теплом и электричеством компактных автономных объектов, расположенных в полевых условиях. Согласно способу в пиролизном котле, установленном в автономном объекте, сжигают твердое топливо в верхней части котла 1 с недостаточным количеством окислителя и дожигают пиролизный газ в нижней части котла 2, где подогревают теплоноситель замкнутой системы отопления 10, при этом часть пиролизного газа из верхней части котла 1 выводят наружу, отчищают от примесей и подают в двигатель внутреннего сгорания 8, на валу которого установлен электрогенератор 9.

Изобретение относится к газификации биомассы и может быть использовано в химической промышленности и в энергетике. Устройство газификации содержит зону пиролиза А биомассы для нагревания биомассы в неокислительной атмосфере или в атмосфере газовой смеси из неокислительного газа и пара; зону риформинга В газа для нагревания газа, образованного в зоне пиролиза биомассы, в присутствии пара; и множество предварительно нагретых гранул и/или комков 3, последовательно перемещаемых из зоны риформинга В газа в зону пиролиза А биомассы.

Настоящее изобретение относится к энергетике, может применяться для получения горючего газа за счет газификации твердого топлива. Техническим результатом является повышение эффективности газификации применяемого топлива с получением горючего газа высокой чистоты и теплотворной способностью, превышающей теплотворную способность синтез-газа, а также упрощение конструкции газификатора по сравнению с существующими аналогами в виду отсутствия вращающихся частей предлагаемого изобретения. Данный технический результат достигается за счет того, что газификатор твердого топлива непрерывного действия включает в себя вертикальную цилиндрическую герметичную печь с теплоизоляцией, внутри которой последовательно, сверху вниз, расположены зоны сушки топлива, сухой перегонки, пиролиза и зона горения топлива в кипящем слое, в верхней части печи расположены затвор отбора газа, представляющий собой регулирующий дроссельный затвор, и устройство подачи топлива, выполненное в виде шнекового конвейера подачи топлива, в нижней части расположены зольник, устройство золоудаления, выполненное в виде шнекового конвейера золы, топливник с решеткой подачи воздуха, электронагреватель с вольфрамовой спиралью и легковесным шамотом, патрубок подачи воздуха на топливник, теплообменник, отличающийся тем, что топливо смешивается с дозированным количеством воздуха с образованием кипящего слоя, топливник с решеткой подачи воздуха имеет множество отверстий, задающих высоту кипящего слоя, количество подаваемого воздуха задается регулировкой дроссельной заслонки, а продукты пиролиза переходят на электронагревателе в метан и водяной пар, которые проходят по всем трубам теплообменника, охлаждаются до 150÷180°С, нагревая при этом теплоноситель. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к системе коммунального хозяйства и малой энергетике, может быть применено для уничтожения твердых бытовых отходов и получения чистого горючего газа за счет применения газификатора. Технический результат изобретения заключается в получении чистого горючего газа, содержащего метан, этан, водород, азот и сложные CnHn с более высокой теплотворной способностью; в исключении необходимости термической обработки отходов и пакетирования; в осуществлении единовременного отбора газа и применении упрощенной схемы очистки газа. Заявленный результат обеспечивается конструктивным исполнением газификатора твердого топлива, который включает в себя горизонтально установленную термическую печь со встроенным пластинчатым питателем с пластинами из серого чугуна со множеством отверстий для кипящего слоя топлива, герметичным бункером для сбора золы и отходов переработки, в передней части снабжен газовой горелкой двойной крышкой с горизонтальной перегородкой для теплообменника, расположенного вокруг стенки газификатора, при этом газификатор и теплообменник выполнены в форме конуса с отбойным листом, а чугунная пластина питателя, имеющая отверстия для кипящего слоя, постоянно обдувается первичным воздухом через герметичный короб, дроссельную заслонку и вентилятор, обеспечивая таким образом температурный режим на пластине питателя, не превышающий 460°С. 1 ил.

Наверх