ГАЗОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ОБРАЩЕННОГО ПРОЦЕССА С ЛОКАЛЬНЫМ ПОДОГРЕВОМ

Полезная модель относится к установкам для получения генераторного газа за счет пиролиза древесины, отходов лесозаготовки и лесопереработки и может быть использована в области автономного энергообеспечения малых производств.
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату к заявляемому способу получения синтез-газа является газогенераторная энергетическая установка, содержащая вертикальный корпус, внутри которого установлен бункер с древесным топливом, загрузочный люк для топлива, расположенный в верхней части корпуса, размещенное в нижней части корпуса топочное устройство с колосниковой решеткой, над которой расположен коллектор с фурмами для подачи воздуха в зону горения топочного устройства, а между корпусом и бункером образована полость, связанная первой магистралью с нижней частью полости вертикального очистителя для подачи загрязненного генераторного газа в очиститель, из верхней части полости которого выведена вторая магистраль для отбора из него очищенного генераторного газа, связанная с вентилятором, соединенным третьей магистралью со смесителем, связанным с газодизелем (Патент RU 2280820 С2 от 10.06.2004, опубл. 27.07.2006).
Недостатком данного изобретения является невозможность регулирования и поддержания равномерности температуры тления в камере газификации.
Предлагаемая полезная модель позволяет получить новый технический эффект - управление процессом газификации древесного топлива, которое достигается тем, что зона камеры газификации оборудована локальным подогревом, регулирующим равномерность горения по всему объему камеры газификации, и блоком управления, который управляется программным обеспечением, управляющим локальным подогревом и регулирующим процессы подачи атмосферного воздуха, отвода генераторного газа, подвода и отвода теплоносителя водяного котла и работы в зависимости от сигналов, получаемых с датчиков температуры, для обеспечения необходимого количества и качественного состава генераторного газа независимо от вида и качества древесного топлива, а также дающая возможность использовать для получения генераторного газа.
Преимуществом заявляемой полезной модели является электронное управление процессом газификации древесного топлива путем подержания и регулирования температуры процесса термического разложения равномерно по всему объему камеры газификации независимо от вида и качества древесного топлива.
В графической части представлена технологическая схема газогенераторной установки обращенного процесса с локальным подогревом.
Газогенераторная установка обращенного процесса с локальным подогревом содержит блок управления 1, оснащенный программным обеспечением, топливный бункер 2 газогенератора для загрузки древесины, загрузочную дверцу 3, водяную рубашку 4, опоясывающую корпус полости газогенератора, колосниковую решетку 5, дверцу зольной камеры 6 для выгрузки отходов, электроуправляемую заслонку 7, установленную в трубопровод 8 подачи воздуха, канал 9 отвода генераторного газа. В камере газификации установлены датчики температуры 10. В канале 9 отвода генераторного газа установлен вентилятор 11 отбора пиролизного газа. Для циркуляции воды предусмотрен водяной насос 12. Пиролизный газ, подводимый по каналу 13, хранится в баллоне 14, закачивается компрессором 15. Подсоединены каналы подвода 16 и отвода 17 теплоносителя водяного котла и электроуправляемый клапан 18, регулирующий подачу пиролизного газа из баллона 14.
Газогенераторная установка обращенного процесса с локальным подогревом работает следующим образом.
Для быстрого розжига топлива, находящегося в топливном бункере 2, требуется открыть электроуправляемую заслонку 7 и поджечь пиролизный газ, подаваемый через канал 13, поступающий из баллона 14. После того как топливо начало гореть, электроуправляемая заслонка 7 прикрывается путем подачи на нее сигналов от блока 1 управления, тем самым уменьшая подачу атмосферного воздуха в камеру газификации. В камеру газификации атмосферный воздух поступает за счет вентилятора 11 отбора пиролизного газа.
Топливо, находящееся в топливном бункере 2, постепенно передвигаясь в зону пиролиза за счет догорания нижнего слоя, подогревается и попадает в зону камеры газификации, где происходит его химико-термическое разложение на газовые составляющие при недостаточном окислении кислородом воздуха, который подается по трубопроводу 9 в камеру газификации за счет вентилятора 11 отбора пиролизного газа. Блок управления 1 получает сигналы от датчиков 10 температуры как с центра, так с краю камеры газификации. При большой разнице температуры в зоне горения температура уравновешивается с помощью локального подогрева. При этом блок управления 1 подает сигнал на электроуправляемый клапан 18, тем самым подает пиролизный газ через канал 13 с баллона 14, заранее закаченный компрессором 15.
Установка работает в циклическом режиме «загрузка порции топлива - его окисление - получение порции генераторного газа - выгрузка зольного остатка». Топливо загружается через загрузочную дверцу 3, при этом блок управления 1 подает сигнал для закрытия электроуправляемой заслонки 7, подачи воздуха. Выгрузка зольного остатка производится через дверцу зольной камеры 6. Водяной насос 12 осуществляет циркуляцию воды.
2
При химико-термическом разложении топлива выделяется горючий генераторный газ, состоящий из окиси углерода (СО), водорода (Н) и непредельных углеводородов (CmHn). Температура воспламенения горючих компонентов генераторного газа: окиси углерода 644-658°С, водорода 580-590°С, метана 650-750°С, то есть при температуре в зольной камере 580-750°С и подаче достаточного количества воздуха происходит сжигание генераторного газа. Количество воздуха, подаваемое за счет разрежения создаваемого в камере газификации вентилятором 11 отбора пиролизного газа, регулируется блоком управления 1, который получает сигнал от датчиков 10. Если температура в зольной камере более 658°С, блок управления 1 уменьшает количество подаваемого воздуха за счет закрывания электроуправляемой заслонки 7 для снижения температуры генераторного газа при падении температуры ниже 644°С блоком управления 1 открывается электроуправляемая заслонка 7, и подается воздух.
Предлагаемая полезная модель позволяет управлять процессом газификации древесного топлива и обеспечить равномерную температуру процесса термического разложения по всему объему камеры газификации независимо от вида и качества древесного топлива.