ГАЗОГЕНЕРАТОР ОБРАЩЁННОГО ПРОЦЕССА ГАЗИФИКАЦИИ

Предполагаемая полезная модель относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использована для производства горючего генераторного газа из битумных (смолистых) топлив: древесины, торфа, бурого угля и т.п.
Известен газогенератор (патент №2303050, Мпк. C10J 3/20, F23B 99/00, блюл. №20, 2007 г.) содержащий камеру горения с зоной сушки и пирогенетического разложения, с зонами сгорания смол, регенерации и очистки генераторного газа, газоходы водяного котла, камеру парогенерации, камеру подогрева и подачи воздуха
Недостатком известной конструкции является то, что воздух поступает в зону горения недостаточно прогретым, так как проходит до нее по короткому пути, а также то, что конструкция является не технологичной, так как полностью сварная.
Наиболее близким является «Газогенератор обращенного процесса газификации» (патент №75854, Мпк. C10J 3/20) содержащий корпус, топливный бункер с загрузочным люком, камеру газификации с рубашкой воздушного охлаждения, патрубком подвода воздуха.
2
2
Недостатком известной конструкции является то, что для подогрева атмосферного воздуха тепло берется непосредственно из зоны газификации, а это снижает температуру в зоне газификации, что приводит к увеличению в составе газа CO и уменьшению CO (постоянная равновесия смещается в сторону образования CO). А также при низких температурах до конца не прогорают смолы, которые закоксовывают газоходы. Газ получается низкого качества.
Целью предполагаемой полезной модели является повышения калорийности генераторного газа, а также улучшение технологичности конструкции газогенератора.
Поставленная цель достигается тем, что корпус выполнен составным так, что внутренний корпус, у которого в верху расположен воздушный коллектор, установлен с зазором, образуя полость отвода генераторного газа, внутри внешнего корпуса с воздушной рубашкой, причем внешняя поверхность воздушного коллектора воздуховодами соединена с воздушной рубашкой внешнего корпуса, а его торцевая поверхность воздуховодами, расположенными в полости отвода генераторного газа, соединена с фурмами подачи воздуха, при этом внешний корпус установлен на основании, на котором расположена колосниковая решетка. Патрубок входа атмосферного воздуха установлен тангенциально во внешнем корпусе, при этом патрубок отвода генераторного газа, соединенный с полостью отвода генераторного газа, также тангенциально установлен во внешнем корпусе. По внутренней оси внутреннего корпуса расположен воздуховод так, что его верхний конец соединен с воздушным коллектором, а другой - расположен в зоне горения камеры газификации. Внешняя поверхность газогенератора покрыта теплоизолирующим материалом, например, минеральной ватой.
Предполагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
- рис.1 - кинематическая схема газогенератора;
- рис.2 - сечение А-А.
На чертежах показаны римскими цифрами:
- I - подача атмосферного воздуха;
- II - подача подогретого воздуха к фурмам;
- III - отвод генераторного газа;
- IV - отвод зольного остатка;
- V - полость топливного бункера;
- VI - камера газификации.
Газогенератор обращенного процесса газификации состоит из следующих элементов. Внутренний корпус 1 (рис.1), у которого в верхней части расположен воздушный коллектор 2, загрузочный люк 3 и топливный бункер, а в нижней - камера газификации с фурмами подачи воздуха 4 в зону горения, установлен с зазором, образуя полость отвода генераторного газа, во внешнем корпусе 5 с воздушной рубашкой. Внешняя поверхность воздушного коллектора 2 воздуховодами 6 соединена с воздушной рубашкой внешнего корпуса 5. Нижний торец воздушного коллектора 2 соединен воздуховодами 7, расположенными в зазоре между внутренним корпусом 1 и внешним корпусом 5, с фурмами подачи воздуха 4. При этом внешний корпус 5 установлен на основании 8, на котором установлена колосниковая решетка 9, а в нижней части сделан люк 10 для отвода зольного остатка. В нижней части внешнего корпуса 5 (рис.2) тангенциально установлен патрубок входа атмосферного воздуха 11, а, например, его в верхней части тангенциально установлен патрубок отвода генераторного газа 12, связанный с полостью отвода генераторного газа. По центральной оси внутреннего корпуса 1 расположен воздуховод 13 так, что верхний его конец соединен с воздушным коллектором 2, а нижний - расположен в зоне горения камеры газификации. Внешняя поверхность газогенератора покрыта теплоизолирующим материалом 14, например, минеральной ватой.
Газогенератор работает следующим образом. Атмосферный воздух, например, подается вентилятором (условно не показан) через патрубок входа атмосферного воздуха 11 в воздушную рубашку внешнего корпуса 5. Так как патрубок 11 установлен тангенциально к внешнему корпусу 5, то атмосферный воздух по спирали, совершая турбулентное движение, поднимается вверх, при этом контактируя с внутренней стенкой воздушной рубашки внешнего корпуса 5, которая нагревается от взаимодействия с полостью отвода генераторного газа III. При этом происходит предварительный подогрев атмосферного воздуха. Далее через воздуховоды 6 попадает в воздушный коллектор 2, откуда по воздуховоду 7 попадает в фурмы подачи воздуха 4 и далее в зону горения камеры газификации VI. Так как воздуховоды 7 расположены в зоне отвода генераторного газа III, то происходит дополнительный нагрев атмосферного воздуха перед входом его в зону горения. Одновременно с этим, из воздушного коллектора 2 атмосферный воздух по воздуховоду 13 попадает в центральную зону горения камеры газификации VI. При этом полученный генераторный газ, пройдя зону регенерации камеры газификации VI, попадает в полость отвода генераторного газа III, а от туда через патрубок отвода генераторного газа - к потребителю. При этом за счет тепла генераторного газа происходит нагрев внутренней стенки внешнего корпуса 5, воздуховодов 7 и стенки внутреннего корпуса 1, которые осуществляют предварительную подсушку топлива.
Применение предполагаемой полезной модели позволит:
- повысить калорийность генераторного газа, так как из зоны горения камеры газификации не производится отбор тепла для подогрева атмосферного воздуха, а его подогрев происходит за счет тепла отводящего генераторного газа, все это приводит к повышению температуры в зоне горения камеры газификации, а следовательно постоянная равновесия смещается в сторону образования CO;
- повышение температуры в реакторной зоне камеры газификации дополнительно приводит к полному выгоранию смол, тем самым снижает коксование полостей газопроводов и двигателя внутреннего сгорания;
- снижает затраты на производство генераторного газа, так как уменьшает количество ступеней его очистки;
- за счет увеличения температуры в зоне газификации влага, содержащаяся в атмосферном воздухе и топливе, разлагается на водород и кислород, что улучшает процесс горения;
- улучшает технологичность газогенератора, так как конструкция разборная и позволяет модульную замену изношенных узлов;
- повышает ресурс и надежность работы газогенераторных комплексов.