ГАЗОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к газогенераторным энергетическим установкам, предназначенным для получения горючего газа из сыпучего топлива (лузги) для питания двигателей внутреннего сгорания промышленного производства и может быть использована для выработки электрической и тепловой энергии в отсутствие или резервирования центрального энергоснабжения на сельхозпредприятиях.
Известны установки такого же назначения (патенты КЛ №2280820, 2443760), однако, наиболее близкой по технической сущности и назначению к заявляемой является газогенераторная энергетическая установка (патент RU) №2442817, Кл. C01J 3/20, 27.07.2006 г) состоящая из последовательно расположенных газогенератора, циклона, газоводяного теплообменника, скруббера и электрогенератора с газовым двигателем и котлом-утилизатором, причем котел-утилизатор и газоводяной теплообменник связаны последовательно контуром циркуляции теплоносителя, в выход воды из скруббера связан с входом посредством последовательно расположенных отстойника и воздухоподогревателя, при этом между воздухоподогревателем и входом воды в скруббер предусмотрен по крайней мере один анаэробный биофильтр, а также охладитель воды - испаритель теплового насоса, состоящего из компрессора с газовым двигателем, конденсатора-водонагревателя и терморегулирующего вентиля, при этом анаэробный биофильтр посредством газопровода связан с газовым двигателем компрессора теплового насоса, а конденсатор-водонагреватель гидравлически связан с последовательно расположенными котлом-утилизатором, газоводяным теплообменником, узлом теплофикации, газовыми двигателями электрогенератора и компрессора теплового насоса с образованием замкнутого контура циркуляции теплоносителя.
Однако известная установка не обладает достаточной эффективностью, поскольку не содержит средств для нейтрализации шлама, т.е. удаления грязевых частиц, кислот, смол, сернистых соединений без останова из газогенератора и не имеет средств тонкой очистки газа. Недостатком данного устройства, так же является отсутствие средств загрузки газогенератора для непрерывной работы продолжительное время.
Задачей полезной модели является создание газогенераторной установки, способной обеспечивать многочасовую работу без остановки и применения ручного труда, а также наличие эффективной системы очистки для получения генераторного газа с параметрами установленными изготовителями промышленных двигателей.
Технический результат достигается тем, что установка, содержащая последовательно соединенные загрузочную камеру, газогенератор и вихревой уловитель с установленной под ними емкостью для золы, теплообменники, скрубберы, связанные с блоками водообработки, фильтр тонкой очистки и промышленный двигатель, снабжена автоматическими устройствами подачи сыпучего топлива из загрузочной камеры в газогенератор и выгрузки из него отработанных продуктов горения, причем первое представляет собой шнековый транспортер, а второе выполнено в виде вращающегося в металлическом корпусе шнека с возможностью передачи поступательного движения отработанным продуктам горения газогенератора в емкость для золы, при этом установка снабжена устройством очистки аспирационных газовоздушных потоков от взрывоопасных пылей, установленным перед фильтром тонкой очистки и представляющим собой круглый рукавный фильтр, выполненный в виде цельносварных модулей - конического бункера и цилиндрического корпуса, внутри которого вертикально расположены рукава с фильтрополотном с возможностью их встряхивания при помощи системы регенерации.
Газогенераторная установка поясняется чертежами:
на фиг. 1 изображена общая схема установки, вид в плане;
на фиг. 2 изображена общая схема установки, вид сбоку;
на фиг. 3 изображена схема круглого рукавного фильтра.
Предлагаемая газогенераторная установка предназначена для получения горючего газа из сыпучего топлива, рисовой лузги, для питания двигателей внутреннего сгорания промышленного производства. Она осуществляет генерацию, охлаждение, очистку и переработку генераторного газа в электроэнергию.
В установке применены автоматизированные процессы загрузки топлива и выгрузки отработанных продуктов горения, что обеспечивает многочасовую непрерывную работу установки для выработки электроэнергии необходимой для бесперебойной работы сельхозпредприятия.
Генераторная установка содержит последовательно соединенные загрузочную камеру 1, газогенератор 2, воздухоохлаждаемый переход 3, вихревой уловитель 4 с установленной под ними емкостью 5 для золы, первый и второй теплообменники 6, 7, два скруббера 8, связанных с блоками 9 водообработки, круглый рукавный фильтр 10, фильтр 11 тонкой очистки, и промышленный двигатель 12.
Кроме того, установка снабжена системой подачи сыпучего топлива, бункером-накопителем 14 и наклонными транспортерами 15 для подачи топлива в загрузочную камеру 1, автоматическими устройствами 17, 18; подачи топлива из загрузочной камеры 1 в газогенератор 2 и выгрузки отработанных продуктов горения (угля) из газогенератора 2 в емкость 5 для золы, циклонной тонкой 19 и шкафом 20 синхронизации.
Загрузочная камера 1 предназначена дозировано загружать топливо из бункера-накопителя 14 в газогенератор 2 автоматическим устройством 17 подачи топлива, представляющим собой шнековый транспортер.
Газогенератор 2 выполнен четырехкамерным и предназначен для получения силового газа, в котором реализована слоевая газификация с использованием обращенного процесса. Слоевая газификация характеризуется четким разделением топлива на слои, которые можно охарактеризовать протекающими в них процессами. В этих слоях последовательно происходят разогрев и подсушивание, горение, газификация. Конструкция газогенератора 2 позволяет использовать дешевые низкосортные, спекающие и шлакующие угли из рисовой лузги.
Выгрузка отработанных продуктов горения осуществляется автоматическим устройством 18, выполненным в виде вращающегося в металлическом корпусе шнека, с возможностью передачи поступательного движения отработанным продуктам горения в горизонтальном направлении из газогенератора 2 в емкость 5 для приема золы. Достоинством автоматического устройства 18 является износостойкость, так как поверхности, соприкасающиеся с углем, выполнены из нержавеющей стали, безопасность и простота в использовании. Забор продуктов горения непосредственно из газогенератора делает этот процесс менее затратным.
Вихревой уловитель 4 выполняет сухую инерционную очистку запыленного газа в спутанных закрученных газовых потоках.
Теплообменники 6, 7 предназначены для ступенчатого охлаждения полученного газа от температуры 1100°C до 90°C, при этом на выходе из теплообменника 6 осуществляется сброс избыточного газа в циклонную топку 19.
В циклонной топке 19 дожигаются избытки полученного генераторного газа.
Скрубберы 8 очищают генераторный газ, поступивший из теплообменника 7 от сажи, окислов тяжелых металлов и других вредных примесей. Они связаны с блоком 9 водообработки.
Круглый рукавный фильтр 10 предназначен для очистки аспирационных газовоздушных потоков от взрывопожароопасных пылей и оснащен системой повышения давления генераторного газа и системой регенерации, самоочистки, в соответствии с потребностями двигателя. Рукавный фильтр 10 выполнен в виде цельносварных модулей, включающих конический бункер 21 и цилиндрический корпус 22. Внутри цилиндрического корпуса 22 вертикально размещены рукава 23 с фильтрополотном 24 для задержания пыли. Внутренние поверхности корпуса 22 и бункера 21 гладкие, не имеют заплечиков, что исключает слеживание пыли.
Фильтр 11 тонкой очистки предназначен для улавливания с очень высокой эффективностью (>90%) в основном субмикронных частиц из промышленных газов с низкой входной концентрацией (0,1 мкм).
Промышленный дигатель 12 - предназначен для обеспечения надежного электроснабжения.
Шкаф синхронизации 20 позволяет синхронизировать полученное электричество и генерировать его в сеть, осуществляет контроль состояния сети и учет получаемой электроэнергии в ручном и автоматическом режимах.
Установка работает следующим образом.
Топливо по наклонным транспортерам поступает со склада 13 в бункер-накопитель 14, а затем в загрузочную камеру 1, откуда автоматическим устройством 17 подается в четырехкамерный газогенератор 2. Газогенераторный газ из генератора 2 поступает в воздухоохлаждаемый переход 3 и далее в вихревой уловитель4, в котором выполняется сухая инерционная очистка запыленного газа в спутанных закрученных газовых потоках. Очищенный газ поступает в теплообменники 6, 7 для охлаждения с последующим понижением температуры от 1100°C до 90°C. При этом на выходе из первого осуществляется сброс избыточного газа в циклонную топку 19 для его дожигания. Затем газ из теплообменника 7 поступает в скруббер 8 для дальнейшего очищения. Вода в скруббере 8, циркулирующая между скруббером 8 и блоком водообработки 9 с помощью циркуляционного насоса распыляется внутри герметичной камеры навстречу восходящим потокам газа, удаляя из них сажу, окислы тяжелых металлов и другие вредные примеси.
3
Очищенный до 30 мг/м газ поступает в корпус 22 круглого рукавного фильтра 10, где проходя через рукава 23 с фильтрополотном 24 пыль задерживается в них и осыпается вниз.
При достижении определенного гидродинамического сопротивления срабатывает система регенерации, самоочистки рукавов. Происходит импульсная регенерация (встряхивание) рукавов сжатым воздухом.
Очи щенные аспирационные газовоздушные потоки от взрывопожароопасных пылей поступают в фильтр 11 тонкой очистки, где улавливаются в основном субмикронные частицы из промышленных газов с низкой входной концентрацией (менее 0,1 мкм).
Полученный охлажденный и очищенный генераторный газ попадает в промышленный двигатель 12 большой мощности с 4-тактным компрессионным воспламенением, укомплектованный всем необходимым для обеспечения надежного электроснабжения (системой автоматики Хайсман).