RU2238961C1

RU2238961C1 - Apparatus for producing of high-caloricity gases from solid fuel

Info

Publication number: RU2238961C1
Application number: RU2003120709/15A
Authority: RU
Inventors: В.В. Шломин (RU); В.В. Шломин; Г.Г. Вылегжанин (RU); Г.Г. Вылегжанин
Original assignee: Шломин Валентин Валентинович; Вылегжанин Геннадий Геннадьевич
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2004-10-27
Also published as: RU2003120709A

Abstract

FIELD: heat engineering, in particular, solid fuel gasifying equipment used for supplying of users with power.

SUBSTANCE: apparatus has hopper for feeding fuel into retorts heated from outside and gas generator with reaction chamber, gas burner for low-caloricity gas, and combustion chamber. Gas generator used is of horizontal type. Retorts have additional branch pipe arranged in their lower part and adapted for supplying of dosed amounts of overheated water steam, carbon dioxide and liquid fuel by means of nozzles through individual pipelines. Combustion chamber is equipped with coil for introducing of overheated steam from water jacket by means of nozzles through additional branch pipe into lower part of retort. Reaction chamber of gas generator has baffle grid for supplying of low-caloricity gas through pipeline into low-caloricity gas burner.

EFFECT: increased caloricity of generated artificial gas and reduced sizes of apparatus.

1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам газификации твердого топлива, используемым для энергоснабжения потребителей.The invention relates to energy, and in particular to solid fuel gasification devices used to power consumers.

Известен термохимический реактор с электронагревательными элементами, расположенными внутри реактора, в котором разогретый до 1400-1500°С углерод реагирует с дозированным количеством двуокиси углерода и в результате эндометрической реакции образует регенерационный газ, который состоит из окиси углерода и обладает высокой теплотворной способностью, в дополнение к регенерационному газу дозированное количество перегретого водяного пара реагирует с разогретым до такой же температуры углеродом, в результате эндотермической реакции образуется синтез-газ (водяной газ), который состоит из смеси окиси углерода и водорода и также обладает высокой теплотворной способностью (патент РФ №2059845 от 10.05.96 г. Бюл. №13).A thermochemical reactor is known with electric heating elements located inside the reactor, in which carbon heated to 1400-1500 ° C reacts with a metered amount of carbon dioxide and, as a result of the endometric reaction, forms a regeneration gas, which consists of carbon monoxide and has a high calorific value, in addition to regenerated gas, a metered amount of superheated water vapor reacts with carbon heated to the same temperature, as a result of the endothermic reaction etsya synthesis gas (water gas), which consists of a mixture of carbon monoxide and hydrogen and also has a high calorific value (RF Patent №2059845 from 05.10.96 g Bul. №13).

Недостатком этого устройства является то, что электронагревательные элементы, установленные по центру термохимического реактора, препятствуют свободному продвижению твердого топлива при его пиролизе.The disadvantage of this device is that the electric heating elements installed in the center of the thermochemical reactor impede the free movement of solid fuel during its pyrolysis.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является теплогазогенератор для газификации твердого топлива в высококалорийный газ, содержащий газовую горелку, камеру сгорания, в которой герметично размещены две трубы-реторты, свободные концы которых выведены в газогенератор прямого процесса, вырабатывающий низкокалорийный газ, с помощью паровоздушного дутья через колосниковую решетку, который при своем сгорании в герметичной камере с находящимися там двумя трубами-ретортами нагревает их не более чем до 1000°С, разлагая находящееся в ретортах твердое топливо в высококалорийный газ и твердый углеродистый остаток, газ отводится в общий коллектор и после очистки и охлаждения подается потребителю, а твердый углеродистый остаток опускается на колосниковую решетку газогенератора и газифицируется в низкокалорийный газ (А.С. №1333690 от 30.08.87 г. БИ №32).The closest in technical essence to the present invention is a gas and gas generator for gasification of solid fuel into high-calorie gas containing a gas burner, a combustion chamber in which two retort tubes are sealed, the free ends of which are discharged into a direct process gas generator generating low-calorific gas, using steam-air blasting through the grate, which, when burned in a sealed chamber with two retort tubes located there, heats them to no more than 1000 ° C, Laying the solid fuel in the retorts into a high-calorie gas and a solid carbon residue, the gas is discharged into the common collector and, after cleaning and cooling, is supplied to the consumer, and the solid carbon residue is lowered onto the grate of the gas generator and gasified into low-calorie gas (AS No. 1333690 from 08.30.08 .87, BI No. 32).

Недостатком этого устройства является предварительная грануляция перерабатываемого топлива в гранулы размером 5×10 мм, большое количество проникновения низкокалорийного газа в реторты.The disadvantage of this device is the preliminary granulation of the processed fuel into granules with a size of 5 × 10 mm, a large amount of penetration of low-calorie gas into the retorts.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение калорийности вырабатываемого искусственного газа, уменьшение габаритных размеров установки, а также невозможность проникновения низкокалорийного газа в реторты.The task of the invention is to increase the calorific value of the generated artificial gas, reduce the overall dimensions of the installation, as well as the inability to penetrate low-calorie gas into the retorts.

В результате использования предлагаемого изобретения увеличивается калорийность искусственного газа за счет подачи перегретого пара из водяной рубашки через змеевик, установленный в камере сгорания, по форсункам в нижнюю часть реторт, установка позволяет получать более качественные по калорийности газы, заранее планируя состав вырабатываемого установкой высококалорийного искусственного газа.As a result of using the present invention, the calorific value of artificial gas increases due to the supply of superheated steam from a water jacket through a coil installed in the combustion chamber through nozzles to the lower part of the retort, the installation allows to obtain higher-calorie gases, planning in advance the composition of the high-calorie artificial gas generated by the installation.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, в установке для производства высококалорийного газа из твердого топлива, содержащей 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.The above technical result is achieved by the fact that in the installation for the production of high-calorie gas from solid fuel, containing a hopper for supplying fuel to the outside retorts and the reaction chamber of the gas generator, a gas burner for low-calorie gas and a combustion chamber, a horizontal type gas generator is used, the retorts contain an additional a nozzle for supplying, with the aid of nozzles through separate pipelines, a metered amount of superheated water vapor, carbon dioxide and liquid opliva, wherein the combustion chamber is configured to input coil superheated steam from the water jacket via nozzles through the additional nozzle to the bottom of the retort and the reaction chamber comprises a gas generator for feeding grate impingement lean gas to the burner through conduit lean gas.

На чертеже представлена общая схема установки для производства высококалорийных газов из твердого газа.The drawing shows a General diagram of the installation for the production of high-calorie gases from solid gas.

Предлагаемая установка содержит корпус 1, воздушную фурму с водяным охлаждением 2, воздушную турбинку 3 в блоке с водяным насосом, водяной бачок охлаждения в блоке с радиатором 4, отбойную решетку низкокалорийного газа 5, камеру сгорания 6 с выхлопной трубой 7, люк бункера 8, патрубок выхода высококалорийного газа 9, патрубок низкокалорийного газа 10, трубы-реторты 11, горелку низкокалорийною газа 12, люк зольника 13, шнек отвода золы 14, форсунки перегретого пара 15, форсунки двуокиси углерода 16, запальное устройство 17, питающий шнек бункера 18, бункер установки 20, реакционная камера 21, трубопровод низкокалорийного газа 22, трубопровод перегретого водяного пара 19, камера двуокиси углерода 24, водяная рубашка 25, люк патрубка 26, змеевик водяной рубашки 27, нагнетатель двуокиси углерода 28, патрубок реторты 23, колосник решетки 29.The proposed installation includes a housing 1, an air lance with water cooling 2, an air turbine 3 in a block with a water pump, a water tank for cooling in a block with a radiator 4, a flue gas grill 5, a combustion chamber 6 with an exhaust pipe 7, a hatch 8, a nozzle high-calorie gas outlet 9, low-calorie gas nozzle 10, retort pipe 11, low-calorie gas burner 12, ash pan hatch 13, ash discharge auger 14, superheated steam nozzle 15, carbon dioxide nozzle 16, ignition device 17, feed hopper auger 18, hopper Settings 20, the reaction chamber 21, low-calorie gas piping 22, the superheated steam conduit 19, carbon dioxide chamber 24, the water jacket 25, the hatch sleeve 26, coil water jacket 27, a blower 28, carbon dioxide, retort pipe 23, the lattice grate 29.

Заявляемая установка работает следующим образом. Питающим шнеком 18, установленным на крышке люка бункера 8, твердое топливо поступает из накопителя (не показан) в бункер 20, реторты 11 и реакционную камеру 21, включается воздушная турбинка 3 в блоке с водяным насосом для подачи воздуха через воздушную фурму 2 и ее охлаждения водой из водяного бачка в блоке с радиатором 4, одновременно включается запальное устройство 17, получающее высококалорийный газ из газгольдера (не показан), и начинается процесс газификации низкокалорийного газа, этот газ, пройдя отбойную решетку 5, патрубок 10, трубопровод 22, попадает в горелку низкокалорийного газа 12, где смешивается в определенной пропорции с воздухом и сгорает в камере сгорания 6, тем самым нагревая реторты 11 с загруженным топливом до температуры пиролиза, для увеличения калорийности вырабатываемого в трубах-ретортах искусственного газа из водяной рубашки 25, через змеевик 27, установленный в камере сгорания 6, перегретый пар подается по форсункам 15 через патрубок 26 в нижнюю часть труб-реторт 11, в результате образуется высококалорийный синтез-газ (водяной газ), одновременно из камеры двуокиси углерода 24 через нагнетатель 28 двуокись углерода через форсунку 16 также подается на разложение в регенерационный газ, состоящий большей частью из окиси углерода, выхлопные газы из камеры сгорания 6 через патрубок 7 уходят в теплообменник (не показан), а высококалорийные газы, состоящие из смеси синтез-газа и регенеративного газа, через патрубок 9, установленный в бункере 20, идут после соответствующей очистки и охлаждения в накопительный газгольдер и далее потребителю.The inventive installation operates as follows. The feeding screw 18 mounted on the hatch cover of the hopper 8, solid fuel flows from the drive (not shown) into the hopper 20, the retort 11 and the reaction chamber 21, the air turbine 3 is turned on in the unit with a water pump for supplying air through the air lance 2 and cooling it water from a water tank in a block with a radiator 4, at the same time the ignition device 17 is turned on, receiving high-calorie gas from a gas holder (not shown), and the process of gasification of low-calorific gas begins, this gas, having passed through the baffle 5, pipe 10, pipe 22 , enters the burner of low-calorie gas 12, where it is mixed in a certain proportion with air and burns in the combustion chamber 6, thereby heating the retorts 11 with the loaded fuel to the pyrolysis temperature to increase the calorific value of the artificial gas generated in the retort pipes from the water jacket 25, through coil 27 installed in the combustion chamber 6, superheated steam is supplied through nozzles 15 through the nozzle 26 to the bottom of the retort pipes 11, resulting in the formation of high-calorific synthesis gas (water gas), simultaneously from the dioxide chamber carbon 24 through a blower 28 carbon dioxide through a nozzle 16 is also supplied for decomposition into a regeneration gas, consisting mainly of carbon monoxide, exhaust gases from the combustion chamber 6 through a pipe 7 go to a heat exchanger (not shown), and high-calorific gases consisting of a synthesis mixture -gas and regenerative gas, through the pipe 9 installed in the hopper 20, go after appropriate cleaning and cooling to the storage gas tank and then to the consumer.

Отсутствие футеровки, небольшие габаритные размеры, малый вес позволяют найти применение при переработке древесных отходов, в том числе в качестве транспортных газогенераторов для автомобилей и тракторов, занятых в лесной промышленности и сельском хозяйстве.The absence of a lining, small overall dimensions, and low weight make it possible to find application in the processing of wood waste, including as transport gas generators for automobiles and tractors employed in the forest industry and agriculture.

Claims

Installation for the production of high-calorie gas from solid fuel, containing a hopper for supplying fuel to the outside retorts and the reaction chamber of the gas generator, a gas burner for low-calorie gas and a combustion chamber, characterized in that a horizontal type gas generator is used, the retorts contain an additional supply pipe in the lower part using nozzles in separate pipelines of a metered amount of superheated water vapor, carbon dioxide and liquid fuel, and in the combustion chamber in A coil has been made for introducing superheated steam from the water jacket using nozzles through an additional pipe into the lower part of the retort, and the reaction chamber of the gas generator contains a baffle grill for supplying low-calorific gas through a pipeline to the low-calorific gas burner.