ГАЗОГЕНЕРАТОР

Предполагаемая полезная модель относится к области переработки твердых, жидких, газообразных сред, в частности гидролизной переработки древесины - лигнинного сырья, отходов деревообработки, нефтешламов и полимерных отходов, попутного газа, торфа, бурого и каменного угля, сланцев, отходов рыбоперерабатывающей сахарной промышленности и бытового мусора. И может быть использовано для получения синтез газа, водяного газа, генераторного газа, смешенного газа, водорода, сероводорода и др. газов. Попутный продукт - концентраты металлов. Данные виды сырья используются в энергетики, химической промышленности, металлургии.
Известна установка для производства высококалорийных газов из твердого топлива /Патент РФ №2238961 C 10 J 3/48, С 10 В 47/06, 2004 г/, содержащая бункер для подачи топлива в обогреваемые снаружи реторты и реакционную камеру газогенератора, газовую горелку для низкокалорийного газа и камеру сгорания, используется газогенератор горизонтального типа, реторты содержат в нижней части дополнительный патрубок для подачи с помощью форсунок по отдельным трубопроводам дозированного количества перегретого водяного пара, диоксида углерода и жидкого топлива, причем в камере сгорания выполнен змеевик для ввода перегретого пара из водяной рубашки с помощью форсунок через дополнительный патрубок в нижнюю часть реторт, а реакционная камера газогенератора содержит отбойную решетку для подачи низкокалорийного газа через трубопровод в горелку низкокалорийного газа.
Известен теплогазогенератор твердого топлива /Патент РФ №2248500 F 23 B 7/00, C 10 J 3/20, 2005 г, содержит газовую топку с каналом вывода дымовых газов, бункер твердого топлива, газогенератор на паровоздушном дутье с колосниковой решеткой и золоприемниками, коллектор отвода высококалорийных газов и трубы-реторты с внутренней полостью в каждой из них, которая со стороны входной части соответствующей трубы-реторты сообщена с бункером, со стороны выходной части - с полостью газогенератора, участок трубы-реторты, расположенный между указанными ее частями, размещен в полости газовой топки, внутренние полости труб-реторт со стороны их входных частей сообщены с указанным коллектором, а газогенератор соединен с газовой топкой через циклон очистки низкокалорийного газа, колосниковая решетка снабжена приводом вращения с регулятором скорости.
Недостатками устройств является малая эффективность устройств, низкая надежность, сложность выполнения устройств.
Известен теплогазогенератор твердого топлива /А.С. SU №1333696, С 10 J 3/48 от 30.08.87 г./, содержащий газовую топку, канал вывода дымовых газов, бункер твердого топлива, газогенератор на паровоздушном дутье с колосниковой решеткой и золоприемниками, коллектор приема высококалорийных газов и трубы-реторты, входные части которых сообщены с бункером, выходные части - с полостью газогенератора, участки труб-реторт, расположенные между указанными их частями, размещены в полости газовой топки, внутренние полости труб-реторт со стороны их входных частей сообщены с коллектором, газогенератор сообщен с газовой топкой.
Недостатком данного устройства является ограничение использования для термохимического разложения твердых топлив в виде предварительно изготовленных и подсушенных гранул. Процесс термохимической переработки топлива в данной установке неэффективен вследствие низкой интенсивности процесса накопления вырабатываемого газа, т.к. в качестве этого полезного продукта используется только его часть, вырабатываемая при термическом разложении топлива в трубах-ретортах.
Ближайшим аналогом является газогенератор для газификации твердого топлива в псевдоожиженном слое /Патент SU №1806173 С 10 J 3/48, 1993 г/, включающий корпус, разделенный расположенной в нижней его части газораспределительной решеткой на верхнюю реакционную камеру и нижнее дутьевой устройство, расположенные в реакционной камере две вертикальные перегородки с переточными окнами, средство для подачи топлива в нижнюю часть реакционной камеры в псевдоожиженный слой, средство для отвода золы с решетки и средство для отвода генераторного газа, расположенное в верхней части корпуса за второй перегородкой. Корпус снабжен дверцей камеры горения; дверцей зольника, дымовой трубой, отводящей дымовые газы
Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность переработки сырья.
Задачей предполагаемой полезной модели является создание устройства, позволяющего повысить эффективность комплексной переработки сырья и генерации газа нужного качества.
Поставленная задача достигается тем, что в газогенераторе для получения газов из различного углеродоводородсодержащего сырья состоящем из корпуса, разделенного горизонтально на две части, включающем камеру горения в верхней части корпуса и зольной части, находящейся в нижней части корпуса и отделенной от камеры горения газораспределительной решеткой, корпус снабжен дверцей камеры горения; дверцей зольника, дымовой трубой, отводящей дымовые газы, образующиеся при горении топлива в камере горения на «естественной» тяге, в камеру горения дополнительно помещены камера газообразования,
представляющая собой емкость для сырья, из которого в технологическом процессе вырабатывается газ, камера парообразования, оснащенная обратным клапаном и задвижками, загрузочным люком для твердых веществ и патрубком для жидких и газообразных веществ, и соединенная подающим трубопроводом с камерой газообразования, камера очистки, соединенная отводящим трубопроводом с камерой газообразования.
Газогенератор дополнительно содержит охладитель, соединенный отводящим трубопроводом с камерой очистки и емкость - аккумулятор газа соединенный последовательно с охладителем.
В камеру горения помещена горелка, снабженная устройством для зажигания факела пламени.
Камера газообразования снабжена электрическим нагревательным устройством.
Камера очистки снабжена твердым пористым катализатором, патрубком вывода жидких продуктов реакции и люком выгрузки твердых продуктов реакции и отработанного катализатора.
Камера газообразования дополнительно снабжена загрузочным люком и патрубком ввода жидкого катализатора газообразования.
Между камерой газообразования и камерой очистки помещен вентиль регуляции давления, обратный клапан и патрубок ввода дополнительных реагентов.
Схематическое изображение конструкции газогенератора показано на Фиг.1.
Газогенератор состоит из корпуса 1, разделенного горизонтально на две части колосниковой решеткой 2, включающей камеру горения 3 в верхней части корпуса и зольную часть 4. В камеру горения 3 помещены камера газообразования 5, камера парообразования 6, камера очистки генераторного газа 7.
Камера горения 3 представляет собой металлический корпус, с загрузочным окном 8 в которое подается топливо (дрова, мусор, газ, опилки, нефть, торф, угль) для создания высокой температуры, необходимой для получения генераторного газа в камере газообразования и задвижкой 9, Розжиг топлива осуществляется с помощью газовой горелки подключаемой к задвижке 9. Горелка снабжена встроенной свечей зажигания. Зола из зольника 4 удаляется в автоматизированном и ручном режиме. Также для розжига и нормального горения топлива в зольной части находится дверца 10, через которую подается воздух. Загрузку топлива проводят периодически, в форме брикетов, в ручную или подачей через шнек также если сырье в жидком состоянии оно подается с помощью насоса через специально отведенную для этого задвижку 11. Дымовые газы образующиеся при горении топлива в камере горения при «естественной» тяге улетучиваются в окружающую среду через дымовую трубу 12. При нагреве камеры парообразования 6 до температуры выделения
пара из материала, помещенного в данную камеру пар поступает в камеру газообразования 5 по газопроводу 13 с водяным обратным клапаном, где вступает в реакцию с веществом находящемся в ней. В случае увеличения давления в камере парообразовании выше нормы в качестве безопасности предусмотрено сброс давления и уменьшение излишка пара через спускной клапан 14. В камере газообразовании сырье помещенное в камеру взаимодействует с поступающими в нее паром, поступающем из камеры парообразования и воздухом предварительно подогретым в зольной части камеры горения через задвижку 15. Для безопасности в камере также предусмотрен спускной клапан 16. Выработанный генераторный газ проходит очистку в камере очистки генераторного газа 7, в которую поступает по трубе через трубопровод 17 с обратный клапаном к фильтру, после очистки газ поступает по трубе через трубопровод 18 с газовой задвижкой в охладитель или непосредственно в теплогенератор, электрогенератор, принудительно, с помощью насоса.
Газогенератор работает следующим образом:
В камере газообразования 5 при температуре реакции (от 200 до 800°С) происходит процесс взаимодействия с паром и др. компонентами парогазовой смеси с образованием целевого продукта. В качестве побочного продукта образуются смолы, зола и высококипящие вещества. Газ поступает с примесями в камеру очистки генераторного газа 7 в которой находится твердый пористый катализатор, нагретый до температуру 300-900°С. В камере происходит реакция между компонентами смеси, при этом газ отчищается и образуется дополнительное количество продукта. После очистки генераторный газ поступает в охладитель или в теплогенератор, электрогенератор, также может поступать в камеру горения в качестве дополнительного топлива.
В настоящее время для энерго- и теплоснабжения зданий и сооружений, получения горячей воды для технологических нужд, пара и горячего воздуха для различных технологических процессов применяются водогрейные котлы, паровые котлы и теплогенераторы, в основном использующие дорогостоящие электроэнергию, каменный уголь, нефтепродукты и природный газ.
Для увеличения продолжительности работы могут быть последовательно соединены два и более газогенератора, причем перед вторым газогенератором дополнительно вводят газовый реагент, в газогенераторе осуществляют химический синтез газа из газа, генерированного в первом газогенераторе.
В то же время имеются значительные запасы топливо содержащих бросовых материалов и низкокачественного топлива (отходы лесозаготовительного, деревообрабатывающего, гидролизного, сельскохозяйственного и других производств, торф, сланцы, бытовые отходы).
Предлагаемая газогенераторная установка позволяет утилизировать многие из указанных материалов, которые до сих пор используются в несущественных объемах. Их рациональное применение может привести к весьма значительной экономии угля, электроэнергии, жидкого топлива, природного газа.
Широкое внедрение газогенераторных технологий позволяет одновременно содействовать разрешению и не менее важной задачи экологического плана - очистке значительной территорий от указанных отходов.