RU2442817C2 - Gas power plant - Google Patents
Gas power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442817C2 RU2442817C2 RU2010110305/05A RU2010110305A RU2442817C2 RU 2442817 C2 RU2442817 C2 RU 2442817C2 RU 2010110305/05 A RU2010110305/05 A RU 2010110305/05A RU 2010110305 A RU2010110305 A RU 2010110305A RU 2442817 C2 RU2442817 C2 RU 2442817C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- water
- generator
- scrubber
- heat
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автономным источникам энергии, работающим на возобновляемых видах топлива.The invention relates to autonomous energy sources operating on renewable fuels.
Более конкретно, изобретение относится к установкам газификации биомассы, в основном древесных и других растительных отходов, твердых фракций осадков и илов процессов очистки сточных вод, не подлежащего агротехнической утилизации навоза (при отсутствии доступных сельхозугодий, инвазиях) и других органосодержащих субстратов, образующихся в процессе хозяйственной деятельности человека.More specifically, the invention relates to gasification plants for biomass, mainly wood and other plant wastes, solid fractions of sediments and sludge from wastewater treatment processes that are not subject to agrotechnical disposal of manure (in the absence of available farmland, infestations) and other organo-containing substrates formed in the process of household human activities.
Предлагаемое изобретение может быть использовано, в первую очередь, для выработки электрической и тепловой энергии в отсутствие или в целях резервирования централизованного энергоснабжения на сельхозпредприятиях, лесозаготовках, коммунальных объектах.The present invention can be used, first of all, for the generation of electric and thermal energy in the absence or in order to reserve a centralized energy supply in agricultural enterprises, logging, communal facilities.
Известно устройство такого назначения. Газогенераторная установка состоит из газогенератора - источника генераторного газа, аппарата мокрой очистки и охлаждения генераторного газа (скруббера), аппаратов тонкой очитки генераторного газа перед его подачей в двигатели внутреннего сгорания (Теплоэнергетические установки малой и средней мощности. Справочное руководство. Киев-Москва, Машгиз, 1952, стр.453).A device of this purpose is known. The gas generator set consists of a gas generator - a source of generator gas, a device for wet cleaning and cooling of the generator gas (scrubber), devices for fine cleaning of the generator gas before it is fed to internal combustion engines (Small and medium-capacity thermal power plants. Reference manual. Kiev-Moscow, Mashgiz, 1952, p. 453).
Недостатками данного устройства являются: значительные тепловые потери в скруббере с промывными водами и двигателе внутреннего сгорания с продуктами сгорания генераторного газа и охлаждающей водой, что приводит к значительному снижению энергетической эффективности всей установки в целом.The disadvantages of this device are: significant heat losses in the scrubber with wash water and an internal combustion engine with the products of combustion of the generator gas and cooling water, which leads to a significant decrease in the energy efficiency of the entire installation.
Другими недостатками являются использование разомкнутой схемы водоснабжения, что приводит к дополнительным материальным затратам и загрязнению гидросферы; неполное использование биоэнергетического потенциала биомассы, связанное с потерями летучих веществ при обработке генераторного газа в скруббере.Other disadvantages are the use of an open water supply scheme, which leads to additional material costs and pollution of the hydrosphere; incomplete use of the bioenergy potential of biomass associated with the loss of volatiles in the processing of generator gas in a scrubber.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является мини-ТЭЦ на основе газогенератора, работающего на биомассе. Отводимая в процессе промывки и сжигания генераторного газа тепловая энергия утилизируется в специальном теплообменнике, установленном между аппаратом механической очистки (циклоном) и скруббером, и котле-утилизаторе физического тепла продуктов сгорания генераторного газа, соответственно (кн. авт. Сергеева В.В., Калютика А.А., Моршина В.Н., Стешенкова Л.П. «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Проектирование и расчет газогенераторных установок при использовании биомассы». СПб.: Издательство Политехнического университета, 2004 г., стр.37-39).Closest to the proposed invention is a mini-CHP based on a biomass gas generator. The heat energy removed during the washing and burning of the generator gas is utilized in a special heat exchanger installed between the mechanical cleaning device (cyclone) and the scrubber and the heat recovery boiler of the physical heat of the products of combustion of the generator gas, respectively (pr. Ed. Sergeeva V.V., Kalyutika AA, Morshina VN, Steshenkova LP "Unconventional and renewable energy sources. Design and calculation of gas generating units using biomass". St. Petersburg: Publishing house of the Polytechnic University, 2 004, pp. 37-39).
Промывные воды из скруббера подвергаются локальной очистке в отстойнике и повторно используются для промывки генераторного газа. Тепловая энергия промывных вод используется для нагревания воздуха перед его подачей в газогенератор. Таким образом, потери охлаждающей воды сведены к минимуму, а явное тепло генераторного газа используется достаточно полно.The scrubber rinsing water is cleaned locally in the sump and reused to rinse the generator gas. The thermal energy of the wash water is used to heat the air before it is supplied to the gas generator. Thus, the loss of cooling water is minimized, and the apparent heat of the generator gas is used quite fully.
Основным недостатком устройства-прототипа является потеря части биоэнергетического потенциала биомассы с промывными водами, образующимися в скруббере. Данные потери происходят в основном с летучими веществами, которые выделяются из биомассы в процессе прохождение образовавшегося в реакционной зоне генераторного газа через зону подсушивания биомассы (швельшахту), в результате чего их концентрация в промывных водах достигает 20-30 г/л. Другим недостатком является неполная промывка (очистка) генераторного газа в скруббере из-за сравнительно низкой степени очистки рециркуляционных вод при использовании только одной (механической) ступени очистки, а также значительный расход воды из-за недостаточной степени ее охлаждения в оборотном цикле.The main disadvantage of the prototype device is the loss of part of the bioenergy potential of biomass with wash water generated in the scrubber. These losses occur mainly with volatile substances that are released from the biomass during the passage of the generator gas formed in the reaction zone through the drying zone of the biomass (Schwelshacht), as a result of which their concentration in the wash water reaches 20-30 g / l. Another disadvantage is the incomplete washing (purification) of the generator gas in the scrubber due to the relatively low degree of purification of recirculated water when using only one (mechanical) purification stage, as well as the significant water consumption due to the insufficient degree of its cooling in the reverse cycle.
Задачей настоящего изобретения является увеличение энергетического к.п.д. газогенераторной установки в целом, улучшение качества генераторного газа и, как следствие, эксплуатационных характеристик газового двигателя.The objective of the present invention is to increase energy efficiency the gas generator as a whole, improving the quality of the generator gas and, as a consequence, the operational characteristics of the gas engine.
В результате использования предлагаемого изобретения более полно используется биоэнергетический потенциал промывных вод, достигаются более глубокая очистка, а также увеличение степени охлаждения и тем самым снижение расхода рециркуляционных промывных вод.As a result of the use of the present invention, the bioenergy potential of the wash water is more fully utilized, deeper cleaning is achieved, as well as an increase in the degree of cooling, and thereby a decrease in the consumption of recirculated wash water.
Применение предлагаемого устройства способствует снижению уровня техногенного загрязнения окружающей среды.The use of the proposed device helps to reduce the level of industrial pollution.
Технический результат достигается тем, что газогенераторная установка состоит из последовательно расположенных газогенератора, циклона, газоводяного теплообменника, скруббера и электрогенератора с газовым двигателем и котлом-утилизатором. Котел-утилизатор и газоводяной теплообменник связаны последовательно контуром циркуляции теплоносителя, а выход воды из скруббера связан с входом посредством последовательно расположенных отстойника и водоподогревателя. Между воздухоподогревателем и входом воды в скруббер предусмотрен по крайней мере один анаэробный биофильтр, а также охладитель воды - испаритель теплового насоса, состоящего из компрессора с газовым двигателем, конденсатора-водонагревателя и терморегулирующего вентиля. Анаэробный биофильтр посредством газопровода связан с газовым двигателем компрессора теплового насоса. Конденсатор-водонагреватель гидравлически связан с последовательно расположенными котлом-утилизатором газоводяным теплообменником, узлом теплофикации, газовыми двигателями электрогенератора и компрессора теплового насоса с образованием замкнутого контура циркуляции теплоносителя.The technical result is achieved by the fact that the gas generator installation consists of a sequentially located gas generator, a cyclone, a gas-water heat exchanger, a scrubber and an electric generator with a gas engine and a waste heat boiler. The recovery boiler and the gas-water heat exchanger are connected in series with the coolant circulation circuit, and the water output from the scrubber is connected to the inlet by means of the settling tank and the water heater located in series. At least one anaerobic biofilter is provided between the air heater and the water inlet to the scrubber, as well as a water cooler — an evaporator of a heat pump consisting of a compressor with a gas engine, a condenser-water heater, and a thermostatic valve. An anaerobic biofilter is connected via a gas pipeline to the gas engine of the heat pump compressor. The condenser-water heater is hydraulically connected to the successive boiler by a gas-water heat exchanger, a heating unit, gas engines of an electric generator and a heat pump compressor with the formation of a closed coolant circulation circuit.
На чертеже показана газогенераторная установка.The drawing shows a gas generator.
Устройство содержит газогенератор 1 для переработки биомассы в генераторный газ, последовательно расположенные аппараты очистки и охлаждения генераторного газа - циклон 2, газоводяной теплообменник 3, скруббер 4. Очистка промывных вод из скруббера 4 осуществляется в отстойнике 5 и анаэробных биофильтрах 6 и 7. Охлаждение промывных вод перед их подачей на биофильтры 6 и 7 производится в воздухоподогревателе 8, перед подачей в скруббер 4 - в охладителе воды - испарителе 9 теплового насоса. Контур циркуляции теплоносителя состоит из гидравлически связанных друг с другом газовых двигателей теплового насоса и электрогенератора 10 и 11, соответственно, конденсатора-водонагревателя 13 теплового насоса, котла-утилизатора 12, газоводяного теплообменника 3. Контур циркуляции теплоносителя служит для охлаждения газовых двигателей 10 и 11, а также утилизации явной тепловой энергии генераторного газа, промывных вод и продуктов сгорания газов. Тепловой насос состоит из охладителя воды - испарителя воды 9, конденсатора-водонагревателя 13, компрессора 14 и терморегулирующего вентиля 15 и используется как двухцелевой термодинамический контур, обеспечивающий окончательное охлаждение очищенных промывных вод и нагрев теплоносителя до относительно высоких температур. Потребителям теплоноситель подается посредством распределительной сети 16. Накопление и распределение теплоносителя осуществляется посредством узла теплофикации 17. Электроэнергия вырабатывается в электрогенераторе 18. Биогаз из анаэробных биофильтров 6 и 7 накапливается в хранилище биогаза 19; генераторный газ накапливается в хранилище генераторного газа 20 с возможностью подачи в газовые двигатели 10 и 11 и в газовые сети 21 и 22 потребителя.The device contains a
Устройство работает следующим образом. Исходная биомасса, содержащая определенное количество летучих составляющих, поступает в газогенератор 1 и подвергается газификации при подаче некоторого количества нагретого воздуха из воздухоподогревателя 8. Образовавшийся генераторный газ подвергается грубой механической очистке в циклоне 2 и далее охлаждается в газоводяном теплообменнике 3 до температур, обеспечивающих приемлемый уровень испарения воды при последующей промывке в скруббере 4. Очищенный и охлажденный до рабочей температуры генераторный газ направляется для последующей утилизации сначала в хранилище генераторного газа 20, затем - в газовый двигатель 11 привода электрогенератора 18, а также, по мере необходимости, в газовые сети 21. При охлаждении генераторного газа путем промывки летучие вещества из генераторного газа переносятся в промывные воды. Горячие и загрязненные промывные воды из скруббера 4 подвергаются сначала механической очистке в отстойнике 5, затем предварительному охлаждению в воздухонагревателе 8, биохимической очистке в анаэробных биофильрах 6, 7 и окончательному охлаждению в охладителе воды - испарителе 9 теплового насоса. The device operates as follows. The initial biomass containing a certain amount of volatile constituents enters the
Предварительное охлаждение промывных вод в воздухонагревателе 8 позволяет обеспечить необходимый температурный уровень анаэробного процесса в биофильтрах 6,7 (33°С для мезофильного и 57°С для термофильного процессов). Летучие биоразлагаемые фракции загрязнений, содержащиеся в промывных водах, в процессе анаэробной обработки распадаются с образованием биогаза. Реализация анаэробной конверсии с использованием прикрепленной биомассы обеспечивает, в сравнении с использованием процесса со взвешенной микрофлорой, более глубокую, устойчивую к колебаниям расхода и состава сточных вод очистку. Биогаз отводится в газохранилище и далее - в газовый двигатель 10 теплового насоса. Часть биогаза из хранилища 19 поступает в газовые сети потребителя 22. Так как температура очищенных промывных вод на выходе из биофильтров 6, 7 существенно выше расчетного температурного уровня охлаждения в скруббере 4, окончательное охлаждение производится в охладителе воды - испарителе 9, предпочтительно с возможностью регулирования степени охлаждения. Тепловая энергия промывных вод передается легкокипящему агенту, циркулирующему в контуре теплового насоса. Пары агента отсасываются компрессором 14, сжимаются и подаются в конденсатор-водонагреватель 13, в котором происходит охлаждение и конденсация паров агента одновременно с нагревом теплоносителя. Таким образом, реализуется последовательное использование (утилизация) скрытой (биохимической) энергии и избыточной тепловой энергии промывных вод, а также их подготовка к повторному использованию. Предварительный нагрев теплоносителя, поступающего из узла теплофикации 18, осуществляется в рубашках газовых двигателей 10 и 11. Окончательный нагрев теплоносителя производится в котле-утилизаторе 12 за счет охлаждения продуктов сгорания газа и далее в газоводяном теплообменнике 3 за счет охлаждения генераторного газа. Из узла теплофикации 17 теплоноситель направляется через распределительную сеть 16 потребителям товарной тепловой энергии.Pre-cooling the wash water in the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010110305/05A RU2442817C2 (en) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | Gas power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010110305/05A RU2442817C2 (en) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | Gas power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010110305A RU2010110305A (en) | 2011-09-27 |
RU2442817C2 true RU2442817C2 (en) | 2012-02-20 |
Family
ID=44803502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010110305/05A RU2442817C2 (en) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | Gas power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2442817C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516492C2 (en) * | 2012-02-29 | 2014-05-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Plant to process moist organic substrates to gaseous energy carriers |
WO2015012721A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Zharkov Gleb Viktorovich | Gas-generating unit |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114806664A (en) * | 2022-05-19 | 2022-07-29 | 上海林海生态技术股份有限公司 | Cooling method for biogas purification and decarburization system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1556543A3 (en) * | 1985-08-16 | 1990-04-07 | Пка Пюролюзе Крафтанлаген Гмбх (Фирма) | Method of producing fuel gas from waste |
KR20080054290A (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-17 | 디에이치엠(주) | Manufacturing method for electric power generation fuel by biogas of night soil waste and container type manufacturing device thereof |
RU79885U1 (en) * | 2008-10-22 | 2009-01-20 | Закрытое акционерное общество "ТЕХНОПРОТЕКТ" | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF SOLID AND / OR LIQUID OIL-CONTAINING WASTE |
-
2010
- 2010-03-18 RU RU2010110305/05A patent/RU2442817C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1556543A3 (en) * | 1985-08-16 | 1990-04-07 | Пка Пюролюзе Крафтанлаген Гмбх (Фирма) | Method of producing fuel gas from waste |
KR20080054290A (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-17 | 디에이치엠(주) | Manufacturing method for electric power generation fuel by biogas of night soil waste and container type manufacturing device thereof |
RU79885U1 (en) * | 2008-10-22 | 2009-01-20 | Закрытое акционерное общество "ТЕХНОПРОТЕКТ" | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF SOLID AND / OR LIQUID OIL-CONTAINING WASTE |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СЕРГЕЕВ В.В. и др. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Проектирование и расчет газогенераторных установок при использовании биомассы. - СПб.: Издательство Политехнического университета, 2004, с.37-39. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516492C2 (en) * | 2012-02-29 | 2014-05-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Plant to process moist organic substrates to gaseous energy carriers |
WO2015012721A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Zharkov Gleb Viktorovich | Gas-generating unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010110305A (en) | 2011-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107847898B (en) | Systems and methods for growth and treatment of biomass | |
CN101251045B (en) | Biomass energy circulation electrification technique as well as generating system thereof | |
KR101692830B1 (en) | Organic waste dry system | |
KR101448950B1 (en) | Waste processing system linked sewage processing facilities | |
JP2012520166A (en) | Biomass utilization method and utilization system, and block-type thermoelectric power plant | |
Su et al. | Using photovoltaic thermal technology to enhance biomethane generation via biogas upgrading in anaerobic digestion | |
RU2683087C2 (en) | System and method for processing biomass | |
US20120175888A1 (en) | Municipal wastewater electrical power generation assembly and a method for generating electrical power | |
CN107931307A (en) | A kind of Regional Energy micro-grid system being coupled based on energy supply and environmental improvement | |
Di Maria et al. | Electrical energy production from the integrated aerobic-anaerobic treatment of organic waste by ORC | |
RU2442817C2 (en) | Gas power plant | |
Turek et al. | Proposed EU legislation to force changes in sewage sludge disposal: A case study | |
CN105948454A (en) | Treatment method for industrial sludge and heat pump-solar coupling system implementing method | |
CN104403680B (en) | The two-fluid cycle generating system and method for the predrying pyrolysis staged conversion of low-order coal | |
Arslan et al. | Investigation of green hydrogen production and development of waste heat recovery system in biogas power plant for sustainable energy applications | |
CN202152287U (en) | Waste incineration power generation and sea water desalinization combined system | |
RU2516492C2 (en) | Plant to process moist organic substrates to gaseous energy carriers | |
KR20060095273A (en) | Integrated circulation energy recycling system for waste water treatment system and cogeneration system | |
RU2442757C2 (en) | Way of organic waste reclamation | |
TWI822008B (en) | Hydrogen production system | |
CN108049925B (en) | Industrial wastewater and waste gas heat energy power device and acting method thereof | |
CN205347174U (en) | Utilize plus sludge drying of living beings and processing apparatus that carbomorphism combined together | |
CN207981831U (en) | A kind of Regional Energy micro-grid system being coupled based on energy supply and environmental improvement | |
RU118360U1 (en) | INSTALLATION OF ELECTRIC-HEAT-WATER SUPPLY OF ENTERPRISES OF MINING, TRANSPORT AND PROCESSING OF HYDROCARBON RAW MATERIALS | |
CN204923152U (en) | Novel trigeminy of multipotency source structure supplies system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120319 |