RU2405025C1 - Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide - Google Patents
Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405025C1 RU2405025C1 RU2009115022/05A RU2009115022A RU2405025C1 RU 2405025 C1 RU2405025 C1 RU 2405025C1 RU 2009115022/05 A RU2009115022/05 A RU 2009115022/05A RU 2009115022 A RU2009115022 A RU 2009115022A RU 2405025 C1 RU2405025 C1 RU 2405025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- metal
- water
- air
- tuyeres
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экологически чистой утилизации твердого углеродсодержащего сырья (биомасса, торф, каменный уголь, сланцы, древесный уголь) и углекислого газа продуктов сгорания углеводородного топлива, обжига известняка, разложения биомассы в газогенераторной установке с обращенным процессом горения для выработки синтез-газа применительно к каталитической установке для синтеза качественного, относительно недорогого газообразного и жидкого моторного топлива (диметиловый эфир, бутанол, высокооктановый бензин), применение которого перспективно в транспорте, технике, механизированных устройствах и др.The invention relates to the field of environmentally friendly utilization of solid carbon-containing raw materials (biomass, peat, coal, shale, charcoal) and carbon dioxide products of the combustion of hydrocarbon fuels, calcination of limestone, decomposition of biomass in a gas generator with a reversed combustion process to produce synthesis gas in relation to a catalytic installation for the synthesis of high-quality, relatively inexpensive gaseous and liquid motor fuels (dimethyl ether, butanol, high-octane gasoline), using which is promising in transport, technology, mechanized devices, etc.
Известно [1, 2, 3] устройство газогенераторной установки с обращенным процессом горения для выработки синтез-газа из углеродсодержащего сырья и углекислого газа, содержащее газогенератор, включающий металлическую камеру газификации с огнеупорной теплоизоляцией, металлическими фурмами для подачи подогретого атмосферного воздуха в окислительную зону и люком для розжига твердого топлива, отходящий от нее вверх металлический бункер с люком для загрузки твердого топлива, отделенный вниз от камеры газификации колосниковой решеткой металлический зольник с огнеупорной теплоизоляцией, газоотводящими каналами, металлическими люками для поддува атмосферного воздуха при розжиге твердого топлива и удаления золы, расположенные последовательно и параллельно вокруг бункера, камеры газификации и зольника металлические газоход, воздуховод, внешнюю термостойкую теплоизоляцию и металлический чехол с металлическими опорными ножками, отходящие от металлического патрубка верхней боковой части воздуховода металлические счетчик газа, шаровый кран и центробежный вентилятор для подачи атмосферного воздуха, отходящие от люка бункера и верхней боковой части газохода металлические газоотводящие трубы с термопарами, манометром и предохранительным краном, связанные последовательно с газоотводящими трубами металлические водяной холодильник, водосмолосборник со сливным краном и циклон с фильтром.It is known [1, 2, 3] the device of a gas generator with a reversed combustion process for producing synthesis gas from carbon-containing raw materials and carbon dioxide, containing a gas generator, including a metal gasification chamber with refractory thermal insulation, metal tuyeres for supplying heated atmospheric air to the oxidation zone and a hatch for ignition of solid fuel, a metal hopper extending from it upwards with a hatch for loading solid fuel, separated down from the gasification chamber by a metal grate A ash pan with refractory heat insulation, gas exhaust ducts, metal hatches for blowing in atmospheric air when igniting solid fuel and removing ash, arranged in series and parallel around the hopper, a gasification chamber and an ash pan, a metal duct, an air duct, external heat-resistant thermal insulation and a metal cover with metal support legs, metal gas meter, ball valve and centrifugal fan for flowing from the metal pipe of the upper side of the duct and air, extending from the top and the hatch of the hopper side of the flue metal flue pipe with a thermocouple, pressure gauge and safety valve, connected in series with the vent pipes metal water condenser, vodosmolosbornik with tap and cyclone filter.
Основными недостатками известной установки являются:The main disadvantages of the known installation are:
1. Неравномерность распределения температурного поля на внешних боковых поверхностях металлического чехла в пределах +50-200°С, что частично ухудшает процесс газификации топлива и требует строгого соблюдения специалистом техники безопасности вблизи работы с газогенератором для избегания термического ожога.1. The uneven distribution of the temperature field on the outer side surfaces of the metal cover is within + 50-200 ° C, which partially worsens the process of gasification of fuel and requires strict adherence to safety precautions by a specialist near work with a gas generator to avoid thermal burns.
2. Отсутствие устройства для одновременной подачи и утилизации с твердым сырьем газообразного сырья.2. The lack of a device for the simultaneous supply and disposal of solid gaseous raw materials.
Технический результат изобретения состоит в устранении неравномерности распределения температурного поля на внешних боковых поверхностях металлического чехла, в возможности одновременной утилизации, помимо твердого сырья, газообразного сырья (углекислый газ, водяной пар) для эффективного процесса термохимической газификации за счет применения дополнительного устройства.The technical result of the invention is to eliminate the uneven distribution of the temperature field on the outer side surfaces of the metal cover, in the possibility of simultaneous utilization, in addition to solid materials, of gaseous materials (carbon dioxide, water vapor) for an effective process of thermochemical gasification through the use of an additional device.
Для достижения указанного технического результата газогенераторная установка с обращенным процессом горения для выработки синтез-газа из углеродсодержащего сырья и углекислого газа, содержащая газогенератор, включающий металлическую камеру газификации с огнеупорной теплоизоляцией, металлическими фурмами для подачи подогретого атмосферного воздуха в окислительную зону и люком для розжига твердого топлива, отходящий от нее вверх металлический бункер с люком для загрузки твердого топлива, отделенный вниз от камеры газификации колосниковой решеткой металлический зольник с огнеупорной теплоизоляцией, газоотводящими каналами, металлическими люками для поддува атмосферного воздуха при розжиге твердого топлива и удаления золы, расположенные последовательно и параллельно вокруг бункера, камеры газификации и зольника металлические газоход, воздуховод, внешнюю термостойкую теплоизоляцию и металлический чехол с металлическими опорными ножками, отходящие от металлического патрубка верхней боковой части воздуховода металлические счетчик газа, шаровый кран и центробежный вентилятор для подачи атмосферного воздуха, отходящие от люка бункера и верхней боковой части газохода металлические газоотводящие трубы с термопарами, манометром и предохранительным краном, связанные последовательно с газоотводящими трубами металлические водяной холодильник, водосмолосборник со сливным краном и циклон с фильтром, снабжена расположенной вокруг воздуховода водяной оболочкой с герметично отделяющей от внешней теплоизоляции металлической стенкой, отходящими от водяной оболочки вверх металлическим патрубком с краном для сброса воздуха, расширительным металлическим баком со стеклянным уровнемером и с металлической уплотнительной крышкой и вниз краном для стока воды, присоединенной к расширительному баку и газоотводящей трубе пароотводящей металлической трубой с краном, расположенными ниже фурм для подачи воздуха и отходящими от камеры газификации металлическими фурмами для подачи углекислого газа в смеси с азотом воздуха в восстановительную зону, присоединенными последовательно к этим фурмам трубчатым газовым поясом, шаровым краном, газовым счетчиком, дымососом, ресивером, циклоном с фильтром, водосмолосборником со сливным краном, водяным холодильником с термопарами, манометром и предохранительным клапаном.To achieve the technical result, a gas generator with a reversed combustion process for producing synthesis gas from carbon-containing raw materials and carbon dioxide, containing a gas generator, including a metal gasification chamber with refractory thermal insulation, metal tuyeres for supplying heated atmospheric air to the oxidation zone and a hatch for igniting solid fuel a metal hopper extending from it upward with a hatch for loading solid fuel, separated down from the ear gasification chamber a metal grate with refractory heat insulation, gas exhaust channels, metal hatches for blowing in atmospheric air when firing solid fuel and removing ash, arranged in series and parallel around the hopper, gasification chambers and an ash pan, a metal duct, duct, external heat-resistant thermal insulation and a metal cover with metal supporting legs, extending from the metal pipe of the upper side of the duct, metal gas meter, ball valve and centrifuge A fan for supplying atmospheric air, metal exhaust pipes with thermocouples, a manometer and a safety valve connected in series with the exhaust pipes, a metal water cooler, a water collector with a drain valve and a cyclone with a filter, are equipped with a water around the duct a shell with a metal wall hermetically separating from the external thermal insulation, a metal pipe extending upward from the water shell with a wound for air discharge, an expansion metal tank with a glass level gauge and with a metal sealing cover and a downward tap for water drainage connected to the expansion tank and the exhaust pipe with a steam exhaust pipe with a crane located below the tuyeres for air supply and metal tuyeres extending from the gasification chamber for the supply of carbon dioxide in a mixture with nitrogen in the recovery zone, connected in series to these tuyeres with a tubular gas belt, ball valve, gas th counter exhauster, a receiver, a cyclone with a filter with tap vodosmolosbornikom, water condenser with a thermocouple, pressure gauge and safety valve.
На чертеже схематично изображена предлагаемая газогенераторная установка с обращенным процессом горения для выработки синтез-газа из углеродсодержащего сырья и углекислого газа, которая содержит газогенератор с опорными ножками 20, отходящие перпендикулярно и последовательно от патрубка одной верхней боковой поверхности газогенератора счетчик газа (воздуха) 59, шаровый кран 58 и центробежный вентилятор 57 для подачи атмосферного воздуха, а от патрубка другой верхней боковой поверхности газовыводящие трубы 35, 43, 63 с шаровыми кранами 36, 42, 44, предохранительным газовым клапаном 41, манометром 40 и термопарой 33, отходящие последовательно от газовыводящих труб 43, 63 газогенератора водяной холодильник 32, водосмолосборник 26 с опорными ножками 28 и сливным краном 29, циклон 31 с фильтром (березовый уголь) 30 и термопарой 34.The drawing schematically shows the proposed gas generator with a reversed combustion process for the production of synthesis gas from carbon-containing raw materials and carbon dioxide, which contains a gas generator with support legs 20, perpendicular and sequentially from the pipe of one upper side surface of the gas generator gas (air) meter 59, ball a crane 58 and a centrifugal fan 57 for supplying atmospheric air, and gas outlet pipes 35, 43, 63 with ball valves 36, 42, 4 from the pipe of the other upper side surface 4, a safety gas valve 41, a pressure gauge 40 and a thermocouple 33, a water cooler 32, a water collector 26 with supporting legs 28 and a drain cock 29, a cyclone 31 with a filter (birch charcoal) 30 and a thermocouple 34, which are sequentially leaving the gas outlet pipes 43, 63 of the gas generator.
Газогенератор включает камеру газификации 47 с огнеупорной теплоизоляцией (шамотный кирпич с глиной) 50, люком 48 для розжига измельченного и подсушенного твердого топлива, фурмами 49, 18 для подачи в окислительную зону подогретого атмосферного воздуха и в восстановительную зону газообразного сырья - углекислого газа в смеси с азотом воздуха или чистого углекислого газа, отходящий от нее вверх бункер 46 с люком 62 для загрузки твердого топлива, отделенный вниз от камеры газификации колосниковой решеткой 25 зольник 22 с огнеупорной теплоизоляцией (шамотный кирпич с глиной) 50, газовыводящими каналами 19 и люками 24, 23 для естественного поддува атмосферного воздуха при розжиге твердого топлива и удаления золы. От люка 62 бункера 46 и верхней части газохода 51 отходят газоотводящие трубы 43, 63 с термопарой 33, манометром 40 и предохранительным клапаном 41. Бункер 46, камера газификации 47 и зольник 22 имеют прямоугольное поперечное сечение. Вокруг бункера 46, камеры газификации 47 и зольника 22 последовательно и параллельно расположены с прямоугольным сечением газоход 51, воздуховод 52, водяная оболочка 53 с металлической стенкой, внешняя термостойкая теплоизоляция (асбест, минвата, стекловата) 54 и металлический чехол (покрашенная тонкая нержавеющая листовая сталь) 55. К нижней части газохода 51 присоединены под наклоном металлические патрубки - газовые каналы 19 зольника 22. От водяной оболочки 53 газогенератора вверх отходят металлический патрубок 61 с краном 60 для сброса воздуха и избытка воды, расширительный бак 39 со стеклянным термостойким уровнемером 65 и с металлической уплотнительной крышкой 66, а вниз - кран 21 для стока воды. К расширительному баку 39 и к газоотводящей (дымоотводящей) трубе 35 присоединена под наклоном пароотводящая металлическая труба 38 с краном 37. К фурмам 18 для подачи углекислого газа в смеси с азотом воздуха или чистого углекислого газа в восстановительную зону камеры газификации 47 последовательно присоединены трубчатый газовый пояс 17, шаровый кран 16, газовый счетчик 15, дымосос 14, ресивер 13, циклон 9 с фильтром 8, водосмолосборник 3 со сливным краном 6 и с опорными ножками 5, водяной холодильник 2 с термопарами 1 и 12, манометром 11 и предохранительным клапаном 10.The gas generator includes a gasification chamber 47 with refractory thermal insulation (fireclay brick with clay) 50, a hatch 48 for igniting the crushed and dried solid fuel, tuyeres 49, 18 for supplying heated atmospheric air to the oxidation zone and to the reduction zone of gaseous raw materials - carbon dioxide mixed with nitrogen of air or pure carbon dioxide, a bunker 46 extending from it upward with a hatch 62 for loading solid fuel, separated down from the gasification chamber by the grate 25 ash pan 22 with refractory thermal insulation (fireclay brick with clay) 50, gas outlet channels 19 and hatches 24, 23 for natural air blowing during ignition of solid fuel and ash removal. From the hatch 62 of the hopper 46 and the upper part of the duct 51, exhaust pipes 43, 63 with a thermocouple 33, a pressure gauge 40 and a safety valve 41 extend. The hopper 46, gasification chamber 47 and ash pan 22 have a rectangular cross section. Around the hopper 46, the gasification chamber 47 and the ash pan 22, a gas duct 51, an air duct 52, a water jacket 53 with a metal wall, external heat-resistant thermal insulation (asbestos, mineral wool, glass wool) 54 and a metal cover (painted thin stainless steel sheet) are arranged sequentially and parallel with a rectangular cross-section. ) 55. Metal pipes — gas channels 19 of the ash pan 22 — are tilted to the bottom of the duct 51; metal pipe 61 with a valve 60 for venting air is discharged upward from the water jacket 53 of the gas generator; water surplus, expansion tank 39 with a glass heat-resistant level gauge 65 and with a metal sealing cover 66, and down - a tap 21 for water drainage. A steam exhaust pipe 38 with a tap 37 is connected obliquely to the expansion tank 39 and to the exhaust pipe (flue) pipe 35. A tube gas belt is sequentially connected to the tuyeres 18 for supplying carbon dioxide mixed with air nitrogen or pure carbon dioxide to the recovery zone of the gasification chamber 47 17, ball valve 16, gas meter 15, exhaust fan 14, receiver 13, cyclone 9 with filter 8, water collector 3 with drain valve 6 and with support legs 5, water cooler 2 with thermocouples 1 and 12, pressure gauge 11 and safety Valve 10 m.
Установка работает следующим образом. Открывается кран 60 патрубка 61 и уплотнительная крышка 66 расширительного бака 39. В расширительный бак 39 наливается техническая (дистиллированная) вода, которая полностью заполняет водяную оболочку 53 газогенератора. При этом через кран 60 по патрубку 61 производится сброс воздуха из водяной оболочки 53. Кран 60 закрывается. Уплотнительная крышка 66 расширительного бака 39 герметично закрывается. Открывается кран 37 пароотводящей трубы 38. Открывается уплотнительная крышка 64 люка 62 бункера 46. Через люк 62 на весь объем бункера 46 загружается предварительно подсушенная до относительной влажности не более Wp=0,12 некоторая масса (0,5-1 кг) кусков древесного угля, а затем основная масса измельченного или брикетированного твердого углеродсодержащего топлива (древесные и растительные отходы, торф, каменный уголь), брикеты отработанной бумаги и др.), предварительно обработанная катализатором, например Na2CO3, K2CO3, FeCl2 и др. Крышка 64 люка 62 герметично закрывается. Открываются шаровые краны 36, 42 газовыводящих труб 35, 63, люк 48 камеры газификации 47, люк 24 зольника 22. Краны 6, 7, 16, 21, 29, 44, 58 находятся в закрытом положении. В водяные холодильники 2, 32 подается холодная техническая вода, которая при помощи водяного насоса циркулирует через обогревательную радиаторную систему рабочего или другого помещения.Installation works as follows. The valve 60 of the pipe 61 and the sealing cover 66 of the expansion tank 39 are opened. Technical (distilled) water is poured into the expansion tank 39, which completely fills the water shell 53 of the gas generator. In this case, through the valve 60 through the pipe 61, air is discharged from the water shell 53. The valve 60 is closed. The sealing cap 66 of the expansion tank 39 is sealed. The valve 37 of the steam outlet pipe 38 opens. The sealing cover 64 of the hatch 62 of the hopper 46 opens. Through the hatch 62, a certain mass (0.5-1 kg) of pieces of wood pre-dried to a relative humidity of not more than W p = 0.12 is loaded coal, and then the bulk of the crushed or briquetted solid carbon-containing fuel (wood and vegetable waste, peat, coal), waste paper briquettes, etc.), pre-treated with a catalyst, for example Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , FeCl 2 and Dr. Hatch 64 adic closed. The ball valves 36, 42 of the gas outlet pipes 35, 63, the hatch 48 of the gasification chamber 47, the hatch 24 of the ash pan 22 open. The taps 6, 7, 16, 21, 29, 44, 58 are in the closed position. Cold technical water is supplied to the water coolers 2, 32, which is circulated through a heating radiator system of a working or other room using a water pump.
На начальном этапе производится розжиг и разогрев установки. Небольшой кусок хлопчатобумажной материи, намотанной на железную проволоку диаметром d=1-2 мм и смоченной в жидкой углеводородной жидкости для розжига, поджигается и вставляется через люк 48 в камеру газификации 47. От нее загораются находящиеся в камере газификации 47 древесный уголь и твердое топливо 45. После того как температура в камере газификации 47 на уровне фурм 49 достигнет температуры более +1000°С, люки 24, 48 герметично закрываются металлическими крышками с резьбой. Закрываются шаровые краны 36, 42. Открываются шаровые краны 16, 44, 58. По фурмам 49, включенным в электросеть центробежным вентилятором 57 с фильтром 56, подается атмосферный воздух в окислительную зону камеры газификации 47, а по нижним фурмам 18, включенным в электросеть дымососом 14, подается углекислый газ в смеси с газом азотом или чистый углекислый газ в восстановительную зону камеры газификации 47. Предварительно расход твердого сырья - топлива, окислителя топлива - воздуха и газообразного сырья - углекислого газа в смеси с азотом или чистого углекислого газа рассчитывается по материальному и тепловому балансу теплофизической или термохимической модели.At the initial stage, the installation is ignited and heated. A small piece of cotton material wound on an iron wire with a diameter of d = 1-2 mm and moistened in a liquid hydrocarbon fluid for ignition is ignited and inserted through the hatch 48 into the gasification chamber 47. Charcoal and solid fuel 45 located in the gasification chamber light up from it. After the temperature in the gasification chamber 47 at the level of tuyeres 49 reaches a temperature of more than + 1000 ° C, hatches 24, 48 are hermetically sealed with metal threaded covers. The ball valves 36, 42 are closed. The ball valves 16, 44, 58 are opened. At the tuyeres 49 included in the mains by a centrifugal fan 57 with a filter 56, atmospheric air is supplied to the oxidation zone of the gasification chamber 47, and at the lower tuyeres 18 that are connected to the mains by a smoke exhauster 14, carbon dioxide mixed with nitrogen gas or pure carbon dioxide is supplied to the recovery zone of the gasification chamber 47. Previously, the consumption of solid raw materials — fuel, fuel oxidizer — air and gaseous raw materials — carbon dioxide mixed with nitrogen or pure carbon acid gas calculated by the heat balance and the material thermophysical or thermochemical model.
Перед подачей в газогенератор углекислый газ в смеси, например, с газом азотом и парами воды, как продукт сгорания углеводородного топлива (природный газ, нефтепродукты) в энерготехнологических установках (ЭТУ), поступает при помощи дымососа обычно нагретым до +150-300°С в водяной холодильник 2, где рассчитан на охлаждение до +30-50°С. Пары воды в холодильнике 2 превращаются в жидкую воду, которая стекает в водосмолосборник 3 с подщелоченным золой из биомассы водным раствором 4. Образующиеся некоторые количества экологически вредных побочных продуктов - оксидов азота и серы при сгорании углеводородного топлива в ЭТУ нейтрализуются подщелоченым водным раствором 4 в водосмолосборнике 3. Далее углекислый газ в смеси с газом азотом и остатками влаги проходит сквозь циклон 9 с фильтром (березовый уголь) 8, где осушается. Из циклона 9 осушенный углекислый газ в смеси с газом азотом поступает в рессивер 13, где стабилизируется газовое давление до поступления в дымосос 14. Температура газа на входе в водяной холодильник 2 измеряется термопарой 1, а на выходе из циклона 9 - термопарой 12, давление манометром 11. На выходе из циклона 9 установлен предохранительный клапан 10 для сброса возможного избыточного газового давления. В камере газификации 47 происходит обратный процесс термохимической газификации углеродсодержащего сырья (древесных отходов и др.) и подаваемого по фурмам 18 углекислого газа, т.е. движение газов при помощи вентилятора 57 и дымососа 14 принудительно направлено сверху вниз сквозь колосниковую решетку 25, что позволяет минимизировать образование смол и повысить эффективность газификации. Отходящий синтез-газ, основным реакционным составом которого являются газы оксид углерода (СО) и водород (Н2) в смеси с газом азотом (N2) воздуха и прочих газов (Ar, H2O, СН4, CO2) в некоторых количествах из-под колосниковой решетки 25 поступают в зольник 22, в газовые каналы 19, газоход 51. Двигаясь вверх по газоходу 51, нагретые газообразные продукты нагревают внешнюю поверхность камеры газификации 47 и бункера 46. В верхней части бункера 46 температура достигает +150-300°С и в ней происходит удаление влаги из газифицируемого топлива. В средней части бункера 46 температура достигает +300-700°С и в ней происходит пиролиз твердого топлива с образованием синтез-газа и угля. В окислительной зоне камеры газификации 47 на уровне фурм 18 температура достигает +1000-1500°С и здесь происходит реакция горения углерода в основном до углекислого газа с выделением необходимой тепловой энергии для термохимической газификации твердого топлива:Before being supplied to the gas generator, carbon dioxide in a mixture, for example, with nitrogen gas and water vapor, as a product of the combustion of hydrocarbon fuels (natural gas, oil products) in energy technological installations (ETU), is fed by means of a smoke exhauster usually heated to + 150-300 ° С water cooler 2, where it is designed for cooling to + 30-50 ° C. The water vapor in the refrigerator 2 turns into liquid water, which flows into the water collector 3 with alkaline ash from the biomass aqueous solution 4. The resulting some quantities of environmentally harmful by-products - nitrogen and sulfur oxides during the combustion of hydrocarbon fuels in the ETU are neutralized by the alkalized aqueous solution 4 in the water collector 3 Next, carbon dioxide mixed with nitrogen gas and residual moisture passes through cyclone 9 with a filter (birch charcoal) 8, where it is dried. From cyclone 9, the dried carbon dioxide mixed with nitrogen gas enters the receiver 13, where the gas pressure stabilizes before entering the exhaust fan 14. The gas temperature at the inlet to the water cooler 2 is measured with thermocouple 1, and at the outlet of cyclone 9 with thermocouple 12, pressure with a manometer 11. At the outlet of the cyclone 9, a safety valve 10 is installed to relieve possible excess gas pressure. In the gasification chamber 47, the reverse process of thermochemical gasification of carbon-containing raw materials (wood waste, etc.) and carbon dioxide supplied through tuyeres 18 takes place, i.e. the movement of gases using a fan 57 and a smoke exhauster 14 is forcibly directed from top to bottom through the grate 25, which minimizes the formation of resins and improves the efficiency of gasification. Waste synthesis gas, the main reaction composition of which is carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) gases mixed with nitrogen gas (N 2 ) air and other gases (Ar, H 2 O, CH 4 , CO 2 ) in some quantities from under the grate 25 enter the ash pan 22, into the gas channels 19, the gas duct 51. Moving up the gas duct 51, the heated gaseous products heat the outer surface of the gasification chamber 47 and the hopper 46. In the upper part of the hopper 46, the temperature reaches + 150-300 ° C and in it moisture is removed from the gasified fuel. In the middle part of the hopper 46, the temperature reaches + 300-700 ° C and in it there is a pyrolysis of solid fuel with the formation of synthesis gas and coal. In the oxidation zone of the gasification chamber 47 at the level of tuyeres 18, the temperature reaches + 1000-1500 ° C and here the reaction of carbon combustion occurs mainly to carbon dioxide with the release of the necessary thermal energy for thermochemical gasification of solid fuel:
В восстановительной зоне камеры газификации 47 на уровне фурм 18 протекают реакции взаимодействия образовавшегося в окислительной зоне на уровне фурм 49 и подаваемого дымососом 14 углекислого газа, а также образовавшихся паров воды в средней и нижней части бункера 46 с образовавшимся раскаленным углем по реакциям:In the recovery zone of the gasification chamber 47 at the level of tuyeres 18, reactions of interaction of carbon dioxide formed in the oxidizing zone at the level of tuyeres 49 and carbon dioxide supplied by the smoke exhauster 14 and the water vapor formed in the middle and lower part of the bunker 46 with the generated hot coal proceed according to the reactions:
Также частично протекает реакция метанирования:The methanation reaction also partially proceeds:
Возможно содержащиеся в некотором количестве примеси экологически вредных побочных газообразных продуктов - оксидов азота (NO, NO2) в подаваемом по фурмам 18 углекислом газе в смеси с газом азотом воздуха в восстановительной зоне восстанавливаются раскаленным углем до экологически безвредного газа азота (N2).Impurities of environmentally harmful gaseous by-products, nitrogen oxides (NO, NO 2 ), possibly contained in a certain amount, in carbon dioxide supplied through tuyeres 18 mixed with gas with air nitrogen in the reduction zone are reduced by hot coal to environmentally friendly nitrogen gas (N 2 ).
Из верхней части газохода 51 влажный синтез-газ с температурой +200-300°С по газовыводящей трубе 43 поступает в водяной холодильник 32, где пары воды и образующаяся некоторая масса смол превращается в жидкость 27, которая стекает в водосмолосборник 26. Из водосмолосборника 26 охлажденный синтез-газ до +30-50°С поступает в в циклон 31 с фильтром (березовый уголь) 30, в котором осушается от остатков влаги и поглощаются остатки паров смолы. Из циклона 31 синтез-газ поступает потребителю в каталитическую установку для синтеза качественного экологически чистого газообразного и жидкого моторного топлива (диметилового эфира, бутанола, высокооктанового бензина). Температура газа на выходе из газогенератора измерялась термопарами 33, 34, расположенными на газовыводящей трубе 43 и циклоне 31.From the upper part of the gas duct 51, wet synthesis gas with a temperature of + 200-300 ° C passes through a gas outlet pipe 43 to a water cooler 32, where water vapor and the resulting mass of pitches are converted into a liquid 27, which flows into a water separator 26. Chilled from a water collector 26 synthesis gas up to + 30-50 ° C enters the cyclone 31 with a filter (birch charcoal) 30, in which it is dried from moisture residues and the remaining vapor of the resin is absorbed. From cyclone 31, synthesis gas is supplied to the consumer in a catalytic unit for the synthesis of high-quality environmentally friendly gaseous and liquid motor fuels (dimethyl ether, butanol, high-octane gasoline). The gas temperature at the outlet of the gas generator was measured by thermocouples 33, 34 located on the gas outlet pipe 43 and cyclone 31.
Технико-экономическим преимуществом предлагаемой установки по сравнению с прототипом является экономически выгодное использование относительно несложного и недорогого дополнительного устройства для эффективной одновременной газификации твердого и газообразного углеродсодержащего сырья для выработки синтез-газа.The technical and economic advantage of the proposed installation compared to the prototype is the cost-effective use of a relatively simple and inexpensive additional device for efficient simultaneous gasification of solid and gaseous carbon-containing raw materials for the production of synthesis gas.
ЛитератураLiterature
1. Пагануцци Б.А. Расчет газогенераторной установки «НАТИ III ПУЭМ» для трактора «Интернационал 22-36» // Ж. «Автотракторное дело». М., №2, 1932. - С.42-50.1. Paganuzzi B.A. Calculation of the NATI III PUEM gas generator set for the International 22-36 tractor // J. "Automotive Tractor". M., No. 2, 1932. - S. 42-50.
2. Хасанов И.М. Установка для получения генераторного газа из вторичного древесного или растительного сырья. Патент №2081894.2. Khasanov I.M. Installation for generating gas from recycled wood or plant materials. Patent No. 2081894.
3. Ветров И.М., Шабаров А.Б., Андреев О.В., Шатарин А.В. Опытная газогенераторная установка на древесном или торфяном топливе с паровоздушным дутьем. Патент №2225429.3. Vetrov I.M., Shabarov A.B., Andreev O.V., Shatarin A.V. Pilot gas generator for wood or peat fuel with steam-air blasting. Patent No. 2225429.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009115022/05A RU2405025C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009115022/05A RU2405025C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2405025C1 true RU2405025C1 (en) | 2010-11-27 |
Family
ID=44057615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009115022/05A RU2405025C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405025C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524605C2 (en) * | 2012-07-17 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products |
| CN104444060A (en) * | 2014-11-11 | 2015-03-25 | 宁夏嘉翔自控技术有限公司 | Carbon electrode paste delivery system |
| CN104976621A (en) * | 2014-04-14 | 2015-10-14 | 上海龙阳环保工程有限公司 | Household garbage pyrolysis gasifier |
| RU2579112C1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-03-27 | Евгений Михайлович Кашин | Solid-fuel gas generator |
| RU2610634C2 (en) * | 2011-09-20 | 2017-02-14 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Gasification reactor |
| CN106458497A (en) * | 2014-05-20 | 2017-02-22 | 洛希亚有限责任公司 | Device and method for transporting tube-shaped bag bodies |
| CN106672679A (en) * | 2017-03-18 | 2017-05-17 | 边继庆 | Transplanting machine |
| RU2723865C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for synthesis gas production from plant biomass |
-
2009
- 2009-04-20 RU RU2009115022/05A patent/RU2405025C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610634C2 (en) * | 2011-09-20 | 2017-02-14 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Gasification reactor |
| RU2524605C2 (en) * | 2012-07-17 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products |
| CN104976621A (en) * | 2014-04-14 | 2015-10-14 | 上海龙阳环保工程有限公司 | Household garbage pyrolysis gasifier |
| CN106458497A (en) * | 2014-05-20 | 2017-02-22 | 洛希亚有限责任公司 | Device and method for transporting tube-shaped bag bodies |
| CN106458497B (en) * | 2014-05-20 | 2019-06-25 | 洛希亚有限责任公司 | For conveying the device and method of the bag body of tubulose |
| RU2579112C1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-03-27 | Евгений Михайлович Кашин | Solid-fuel gas generator |
| CN104444060A (en) * | 2014-11-11 | 2015-03-25 | 宁夏嘉翔自控技术有限公司 | Carbon electrode paste delivery system |
| CN106672679A (en) * | 2017-03-18 | 2017-05-17 | 边继庆 | Transplanting machine |
| RU2723865C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for synthesis gas production from plant biomass |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2405025C1 (en) | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide | |
| Bridgwater et al. | A review of biomass pyrolysis and pyrolysis technologies | |
| JPS5851038B2 (en) | Seizouhouhouunarabini Sonosouchi | |
| MXPA05008871A (en) | Apparatus and method for coal gasification. | |
| RU2544669C1 (en) | Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products, and reactor for implementing it | |
| CN101910381A (en) | Method and apparatus to facilitate substitute natural gas production | |
| ES2388959A1 (en) | Method and device for the thermolysis of waste polymers | |
| CA2749822A1 (en) | Reactor for generating a product gas by allothermic gasification of carbonaceous raw materials | |
| RU2412400C1 (en) | Hot-water solid-fuel "blago" boiler | |
| CN201354358Y (en) | Non-pressure biological substance gasification boiler | |
| CN106893610A (en) | A kind of integrated high-temperature gasification device that can be used for hazardous waste treatment | |
| RU97727U1 (en) | DEVICE FOR THERMAL CONVERSION OF GRANULATED BIOMASS TO CARBON MONODOXIDE AND HYDROGEN | |
| RU2303050C1 (en) | Gas generator | |
| RU2303203C1 (en) | Gas generator with water boiler | |
| EP2784145A1 (en) | Gasification reactor | |
| CN104152182B (en) | A kind of method of Biomass Gasification & Power Generation | |
| RU2304251C1 (en) | Method of and device for combustion of solid hydrocarbon fuels in burner-furnace devices | |
| RU2081894C1 (en) | Apparatus for producing generator gas from secondary wooden or vegetable raw materials | |
| CN200955046Y (en) | Normal-pressure waist-drum type lignite gasifying oven | |
| RU2764686C1 (en) | Device for producing hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and nitrogen | |
| RU2803703C1 (en) | Block plant for complete carbonization of organic substances | |
| RU2225429C1 (en) | Experimental gas generating plant with gas-vapor blast operating with use of fire wood or peat fuel | |
| EP2666845A1 (en) | Gas producing apparatus | |
| CN109554198A (en) | Biological fuel gas manufacturing machine | |
| CN103517969A (en) | Generating carbon and combustible gases from brown coal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160421 |