ГАЗОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ГАЗИФИКАЦИИ ВЛАЖНОГО ТОПЛИВА
GAS GENERATOR FOR MOIST FUEL GASIFICATION

Изобретение относится к оборудованию для газификации влажного топлива, в частности отходов деревообрабатывающей промышленности.
Известна газогенераторная установка, содержащая газогенераторную топку, связанную газоходной трубой с теплообменником, имеющим входной патрубок для подвода воды, при этом топка образована вертикальным корпусом шахтного типа; колосниковую решетку, короба для размещения дверцы зольника и дверцы топки и плоский кольцевой фланец (см. патент РФ №2168668, кл. F22B 33/18, 1999).
Недостатком этой установки является плохое качество получаемого на выходе генераторного газа, за счет которого снижается энергетическая эффективность теплообменника.
Известна также газогенераторная установка, включающая газогенераторную топку, связанную газоходной трубой с теплообменником, имеющим входной патрубок для подвода воды, при этом топка образована вертикальным корпусом шахтного типа; колосниковую решетку; короба для размещения дверцы зольника и дверцы топки; цилиндрическую насадку, установленную на нижнем внутреннем участке верхней секции; козырек для направления потока генераторного газа, расположенный под насадкой; фильтр для отделения грязевых частиц от генераторного газа и устройство для подачи вторичного воздуха для сжигания газа перед теплообменником (см. патент РФ №2263249, кл. F23B 1/14, 2003).
Недостатком данной установки является то, что она не предназначена для газификации влажного топлива.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является газогенератор ЦНИИМЭ-17, включающий прямоугольный бункер, состоящий из двух частей: верхней для подсушки топлива и нижней для пиролиза, соединенный с камерой газификации; загрузочный люк, патрубок выхода газа, патрубок удаления влажного воздуха, воздушный пояс с фурмами и патрубком подачи воздуха, горловину, зольник, дутьевой вентилятор (см. Юдушкин Н.Г., Артамонов М.Д. Газогенераторные тракторы. - М.: МАШГИЗ, 1955).
Недостатком прототипа является низкая теплотворная способность произведенного газа.
Задачей изобретения является создание газогенератора, производящего газ с высокой теплотворной способностью.
Техническая задача решается тем, что известный газогенератор, включающий прямоугольный бункер, состоящий из двух частей: верхней для подсушки топлива и нижней для пиролиза, соединенный с камерой газификации; загрузочный люк, патрубок выхода газа, патрубок удаления влажного воздуха, воздушный пояс с фурмами и патрубком подачи воздуха, горловину, зольник, дутьевой вентилятор, согласно изобретению, содержит узел загрузки; рекуперативный теплообменник, концентратор кислорода, расположенный перед патрубком ввода воздуха, дополнительные нагревательные элементы, воздушную рубашку в нижней части газификатора, шнек для удаления золы; при этом узел загрузки включает открытую рубашку в верхней части, заполненную сыпучим материалом; загрузочный люк содержит отбортовку с цилиндрической частью, размещаемой внутри рубашки, крышку, соединенную с отбортовкой гофрированным газонепроницаемым рукавом; рекуперативный теплообменник включает патрубок отвода конденсата; патрубки ввода и вывода воздуха; патрубок ввода влажного воздуха и патрубок вывода осушенного воздуха; верхняя часть бункера для подсушки топлива сообщена с узлом загрузки шнековым питателем, изолирована от нижней части бункера для пиролиза лопастным барабанным питателем, содержит дополнительные нагревательные элементы в виде воздушной рубашки и цилиндроконического элемента, расположенного внутри бункера и сообщающегося с воздушной рубашкой; патрубок вывода влажного воздуха сообщается с патрубком ввода влажного воздуха рекуперативного теплообменника; патрубок вывода осушенного воздуха расположен соосно внутри патрубка вывода воздуха, воздушная рубашка в нижней части газификатора сообщается с воздушным поясом через два диаметрально расположенных штуцера, содержит внутри два кольцевых затвора с возможностью вертикального перемещения.
Решение технической задачи позволит повысить теплотворную способность газа.
Газогенератор для переработки влажного сырья изображен на фиг.1.
Газогенератор для переработки влажного сырья содержит прямоугольный бункер 1, состоящий из двух частей: верхней для подсушки топлива 2 и нижней для пиролиза 3, соединенный с камерой газификации 4; узел загрузки 5 с загрузочным люком, теплообменник 6, концентратор кислорода 7, расположенный перед патрубком ввода воздуха 8; патрубок выхода газа 9, патрубок удаления влажного воздуха 10, воздушный пояс 11 с фурмами 12, воздушную рубашку в нижней части газификатора 13, горловину 14, зольник 15, дутьевой вентилятор 16, шнек для удаления золы 17.
Газогенератор для переработки влажного сырья работает следующим образом. Древесные отходы (в виде технологической щепы) поступают в узел загрузки 5 и закрываются крышкой 18, соединенной с отбортовкой 19 гофрированным газонепроницаемым рукавом 20, при этом отбортовка содержит цилиндрическую часть 21, размещаемую внутри открытой рубашки 22, заполненной сыпучим материалом, что позволяет изолировать верхнюю часть бункера от окружающей среды. По мере уменьшения технологической щепы в узле загрузки крышка опускается вниз, создавая эффект подпрессовки.
Далее отходы с помощью шнекового питателя 23 поступают в верхнюю часть бункера 2 для подсушки, в которой установлены дополнительные нагревательные элементы в виде воздушной рубашки 24, осуществляющей прогревание сырья по периферии, и цилиндроконического элемента 25, осуществляющего прогревание щепы изнутри бункера. Полость цилиндроконического элемента сообщена с воздушной рубашкой через трубки 26.
Верхняя часть бункера для подсушки топлива 2 изолирована от нижней части бункера для пиролиза 3 лопастным барабанным питателем 27, который не позволяет проходить пиролизным газам, образовавшимся в нижней части бункера, в верхнюю часть бункера.
Воздух, подаваемый с помощью дутьевого вентилятора 16, проходит через концентратор 7, обогащается кислородом, затем поступает в рекуперативный теплообменник 6, где нагревается за счет конденсации влажного горячего воздуха, отводимого из верхней части бункера, и выводится через патрубок 28.
Влажный горячий воздух из сушильной части бункера 2 попадает в рекуперативный теплообменник через патрубок ввода 29, где охлаждается и осушается и транспортируется за счет эжектирования через патрубок 30, расположенный соосно внутри патрубка вывода воздуха 28, входящим воздухом в воздушную рубашку. Образовавшийся конденсат через патрубок отвода конденсата 31 попадает в конденсатосборник 32.
Смесь осушенного и обогащенного воздуха через патрубок 33 поступает в воздушную рубашку 13 в нижней части газификатора, а затем через два диаметрально расположенных штуцера 34 попадает в воздушный пояс 11 с фурмами 12 и смешивается с пиролизными газами. В результате горения пиролизных газов в среде кислорода образуется двуокись углерода, которая далее в камере газификации контактирует с раскаленным углем с образованием горючего синтез-газа.
В зависимости от размера и вида исходного сырья требуется регулирование начальной зоны горения, что достигается подачей кислорода на разные уровни путем перекрывания отверстий фурм (с помощью перемещения кольцевых затворов 35 в вертикальной плоскости).
Из нижней части газификатора образовавшийся синтез-газ поступает в нагревательные элементы 24 и 25 и выводится через патрубок 9.
Для повышения температуры в зоне газификации путем уменьшения тепловых потерь устанавливается съемная керамическая горловина 14 на керамических кольцевых кирпичах 36, которые свободно лежат на упорах 37.
Зола из камеры газификации попадает в зольник 15 через коническую колосниковую решетку 38. Шуровка скопившегося на решетке слоя золы производится с помощью встряхивателя 3.
Удаление золы осуществляют с помощью шнекового питателя 17 в нижней части газификатора.