RU1778150C - Газогенератор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термической переработке твердых топлив и позвол ет снизить теплопотери при газификации топлива с высокой влажностью и улучшить качество получаемого газа. Газогенератор включает в себ  цилиндрический корпус с двойными стенками 1. которые образуют га- зоотвод щий канал 2, с патрубками 3, 4 и 5 соответственно дл  загрузки топ пива, отвода парогазовой смеси и генераторного газа. Внутри цилиндрического корпуса выполнена топочна  камера 6 с тангенциальными фурмами 7 и 8 дл  подвода топлива и воздуха , с отверсти ми 9 и патрубками 10 дл  отвода продуктов сгорани  и теплоотвод - щими ребрами 11. В нижней части газогенератора имеетс  зольник 12 с отверсти ми 13 дл  отбора газа и шнековым золоудалите- лем 14. 2 ил.

Description

V ife

Ё

VI VI 00

СП О

/4

Изобретение относитс  к области техники по термической переработке твердых топлив.

Преимущественна  область использовани  - лесозаготовительна , деревообрабатывающа  и гидролизна  промышленность.

По своей технической сущности наиболее близким к насто щему изобретению  вл етс  газогенератор вод ного газа дл  пылевидного топлива. Он состоит из внеш- ней кольцевой камеры дл  газификации и внутренней топки дл  сообщени  камере теплоты, В данном газогенераторе подвод ща  горючий газ форсунка установлена вверху топочного пространства соплом вниз, а отвод щие топочные газы каналы расположены в верхней части топки. По ним топочные газы поступают либо в камеру газификации , либо в газовый канал дл  наружного нагрева камеры газификации. Дл  многократного завихрени  пылевидного топлива в камере газификации применено несколько  русов тангенциальных каналов, по которым подводитс  вод ной пар. Образующийс  генераторный газ отводитс  вместе с золой через центральный канал в нижней части камеры газификации.

Данна  конструкци  имеет следующие недостатки.

1.Значительный унос из циклонной камеры газификации коксовых частиц, не переработанных в генераторный газ. Причина в том, что суммарное врем , необходимое дл  протекани  химических реакций газификации углерода превышает дл  частиц наиболее крупных фракций врем  их пребывани  в камере газификации.

2.Неэффективность газификации материалов с абсолютной влажностью более 20%. Это вызвано тем, что при повышенном влагосодержэнии материала увеличиваетс  количество тепла, идущее на испарение. Вследствие чего падает температура в камере газификации и КПД установки.

3.Невозможность газификации мелкозернистых материалов отличных от пылевидных , что вызвано характером движени  (провалом) частиц крупных фракций в циклонных камерах.

4.При газификации пылевидных топлив , богатых летучими (например, опилок), вырабатываемый генераторный газ содержит значительное количество смол, что снижает его потребительские характеристики .

Целью насто щего изобретени   вл етс  снижение теплопотерь при газификации топлива с высокой влажностью и улучшение качества получаемого газа

Указанна  цель достигаетс  тем, что цилиндрический корпус газогенератора, имеющий двойные стенки, снабжен в верхней части патрубком дл  отвода парогазовой

смеси, и топочна  камера, расположенна  внутри корпуса и имеюща  отверсти  дл  отвода продуктов сгорани , снабжена теп- лоотвод щими ребрами, в нижней части имеет тангенциально расположенные фурмы дл  подвода воздуха и топлива, а отверсти  дл  отвода продуктов сгорани  расположены в средней и верхней част х топочной камеры, причем верхние отверсти  имеют тангенциально расположенные

патрубки.

Известных технических решений, содержащих указанную совокупность признаков в их функциональном единстве не обнаружено.

Положительный эффект обеспечиваетс  при использовании данного технического решени  за счет следующих факторов.

Конвективна  сушка подаваемого мелкозернистого материала происходит в закрученном потоке продуктов сгорани  в верхней части цилиндрической камеры. Завихрение двухфазного потока обеспечиваетс  тангенциальным расположением газоотвод щих патрубков в верхней части

топочной камеры. Так как избыточное количество вод ного пара  вл етс  балластом, ухудшающим характеристики процесса газификации (например, снижает температуру в зоне газификации), пар отводитс  в

атмосферу через патрубок в верхней части цилиндрического корпуса.

Улучшение состава вырабатываемого горючего газа достигаетс  при прохождении генераторного газа через высокотемпературную зону с равномерным распределением температуры. При этом смолы распадаютс  на простейшие соединени : СО, С02, На и др. Равномерность распределени  температуры обеспечиваетс  совокупностью признаков, наход щихс  в функциональном единстве, К ним относ тс : отверсти  в средней части топочной камеры, теплоотвод щие ребра на

стенке топочной камеры и двойные стенки цилиндрического корпуса.

Продукты сгорани , отводимые через отверсти  в средней части топочной камеры , пронизывают слой газифицируемого материала . Оребрение топочной камеры и отвод образующегос  гор чего газа вдоль стенок цилиндрического корпуса интенсифицируют процесс подвода тепла к материалу , непосредственно не прилегающему к топочной камере.

За счет специфического распределени  давлени  по высоте газогенератора весь горючий газ, образующийс  в плотном слое в процессе термической деструкции частиц, будет направл тьс  в нижнюю часть камеры газификации, в которой создаетс  высокотемпературна  зона.

На фиг.1 изображены продольный в плоскости ребер разрез газогенератора, на фиг.2 - поперечный разрез в плоскости пат- рубка дл  отвода генераторного газа.

Газогенератор включает в себ  цилиндрический корпус с двойными стенками 1, которые образуют газоотвод щий канал 2, с патрубками 3, 4 и 5 соответственно дл  за- грузки топлива, отвода парогазовой смеси и генераторного газа, топочную камеру 6 с тангенциальными фурмами 7 и 8 дл  подвода топлива и воздуха с отверсти ми 9 и патрубками 10 дл  отвода продуктов сгора- ни  итеплоотвод щими ребрами 11, а также зольник 12 с отверсти ми 13 дл  отбора газа и шнековым золоудалителем 14.

Газогенератор работает следующим образом . В топочную камеру 6, расположен- ную по оси цилиндрического корпуса 1, подаютс  по тангенциальным фурмам 7 и 8 топливо (газообразное или мелкозернистое) и нагретый воздух. При этом обеспечиваетс  сгорание топливной смеси в топочной камере б в закрученном потоке. Выдел ющеес  тепло идет на прогрев топочной камеры 6 и цилиндрического корпуса 1.

После достижени  необходимого температурного уровн  (около 1000°С) в ниж- ней части цилиндрического корпуса 1 (камера газификации) в шахту непрерывно загружаетс  через патрубок 3 мелкозернистое топливо, подлежащее газификации, При выходе продуктов сгорани  из топо- чной камеры 6 через тангенциальные патрубки 10 в верхней части корпуса 1 образуетс  закрученный поток горючих газов , подхватывающий поступающее в шахту мелкозернистое топливо и подсушивающий его. Выпавшие из потока частицы также подсушиваютс  на поверхности плотного сло  осевших частиц. Образующийс  в процессе сушки топлива вод ной пар вместе с продуктами сгорани  удал етс  в атмосфе- ру через патрубок 4.

Газификаци  мелкозернистого топлива протекает в плотном слое за счет подвода тепла от поверхности топочной камеры 6, теплоотвод щих ребер 11, внутренней по- верхности цилиндрического корпуса, и части продуктов сгорани , выход щей через отверсти  9 в топочной камере. При этом врем  пребывани  частиц в камере газификации (нижн   часть корпуса; регулируетс  изменением скорости вращени  шнека 14 золоудалител  и подбираетс  таким образом , чтобы обеспечить полное разложение частиц с наибольшим размером.

Горючий газ, образующийс  в плотном слое в процессе термической деструкции частиц, а также при восстановительных реакци х на углеродных частицах - продуктах термолиза, будет направл тьс  за счет падени  давлени  по высоте корпуса 1 (максимум давлени  поддерживаетс  в верхней части корпуса) в нижнюю часть камеры газификации и через отверсти  13 в газоотвод щий канал 2. При движении горючий газ проходит высокотемпературную зону, образующуюс  за счет отвода части продуктов сгорани  при температуре около 1000°С из топливной камеры через отверсти  9, а также за счет теплоподвода от боковой поверхности топочной камеры. В этой зоне происходит распад смол на простейшие соединени . Очищенный от смол генераторный газ выводитс  из установки через газоотвод щий канал 2 и патрубок 5.

Такое исполнение газогенератора обладает р дом технико-экономических преимуществ по сравнению с прототипом. Эффективно используетс  вс  площадь поперечного сечени - камеры газификации. Повышаетс  устойчивость и стабильность процесса газогенерации. Снижаютс  тепло- потери при газификации топлив повышенной влажности и дисперсности. За счет подвода продуктов сгорани  из топливной камеры в камеру газификации создаетс  высокотемпературна  зона, при прохождении через которую улучшаетс  состав генераторного газа, что позвол ет использовать его без дополнительной очистки,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Газогенератор, содержащий цилиндрический корпус с двойными стенками и расположенную в нем топочную камеру с отверсти ми дл  отвода продуктов сгорани , отличающийс  тем, что, с целью снижени  теплопотерь при газификации топлива с высокой влажностью и улучшени  качества получаемого газа, корпус в верхней части снабжен патрубком дл  отвода парогазовой смеси, топочна  камера снабжена теплоотвод щими ребрами и в нижней части тангенциально расположенными фурмами дл  подвода воздуха и топлива, отвер- сти  дл  отвода продуктов сгорани  расположены в средней и верхней част х топочной камеры, причем верхние отверсти  ими.от тангенциально расположенные патрубки

   8

   11

   фиг. 2