RU2652241C1 - Комплекс энергогенерирующий - Google Patents
Комплекс энергогенерирующий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652241C1 RU2652241C1 RU2017127441A RU2017127441A RU2652241C1 RU 2652241 C1 RU2652241 C1 RU 2652241C1 RU 2017127441 A RU2017127441 A RU 2017127441A RU 2017127441 A RU2017127441 A RU 2017127441A RU 2652241 C1 RU2652241 C1 RU 2652241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working chamber
- adder
- thermoelectric
- thermionic
- reactor
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 240000003538 Chamaemelum nobile Species 0.000 description 1
- 235000007866 Chamaemelum nobile Nutrition 0.000 description 1
- 241000556204 Huso dauricus Species 0.000 description 1
- 235000007232 Matricaria chamomilla Nutrition 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/52—Ash-removing devices
- C10J3/523—Ash-removing devices for gasifiers with stationary fluidised bed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/86—Other features combined with waste-heat boilers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
- F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
- F01K21/045—Introducing gas and steam separately into the motor, e.g. admission to a single rotor through separate nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B33/00—Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
- F22B33/18—Combinations of steam boilers with other apparatus
- F22B33/185—Combinations of steam boilers with other apparatus in combination with a steam accumulator
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к энергетике, к задаче прямого преобразования тепловой энергии в электрическую посредством термоэлектрической и термоэлектронной эмиссии, в частности к получению электрической энергии за счет тепла газов, образующихся при термохимическом преобразовании топлива, и может быть использовано для снабжения электроэнергией и теплом отдельных зданий промышленной и индивидуальной застройки, в металлургии, транспорте и других отраслях промышленности. Комплекс энергогенерирующий содержит последовательно соединенные блок подготовки топлива, реактор газификации с рабочей камерой, выполненной из жестко соединенных между собой цилиндрической и усеченной конической частей. Цилиндрическая часть сверху закрыта крышкой, в которой оборудован люк загрузки топлива. Коническая часть снизу оборудована зольником. С внешней стороны в стенке цилиндрической части установлен клапан для отвода газового продукта. С внешней стороны конусной части в стенке - патрубок для подачи воздуха в рабочую камеру, кожух и блок подготовки синтез-газа. В полости цилиндрической части рабочей камеры реактора по периметру вдоль стенки установлены по меньшей мере два термоэмиссионных преобразователя тепловой энергии в электрическую. Снаружи в полости, образованной цилиндрической частью рабочей камеры реактора и кожухом, установлены по меньшей мере два термоэлектрических преобразователя тепловой энергии в электрическую. Дополнительно введен сумматор, имеющий М+N входов. Причем выход m-го термоэмиссионного элемента соединен с соответствующим входом сумматора, а выход n-го термоэлектрического элемента соединен с М+n входом сумматора. Изобретение обеспечивает повышение технологичности и коэффициента преобразования тепла в электроэнергию, а также снижение материалоемкости. 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к энергетике, к задаче прямого преобразования тепловой энергии в электрическую посредством термоэлектрической и термоэлектронной эмиссии, в частности к получению электрической энергии за счет тепла газов, образующихся при термохимическом преобразовании топлива, и может быть использовано для снабжения электроэнергией и теплом отдельных зданий промышленной и индивидуальной застройки, в металлургии, транспорте и других отраслях промышленности.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является комплекс энергогенерирующий (RU 2477421 C1, опубл. 10.03.2013), содержащий загрузочное устройство, энергогенерирующий блок, реактор газификации с водяным и паровым котлами, с зонами горения и регенерации газа, подогрева атмосферного воздуха, камерой смешивания и подогрева паровоздушной смеси, сепаратором-дымососом, холодильником-стабилизатором, блок подготовки топлива с системой подготовки и транспортирования топлива, с источником газообразного топлива и нагревателем вязкого топлива, соединенными через дополнительное горелочное устройство с горелкой первичного розжига реактора газификации; резервный сепаратор-дымосос, установленный параллельно рабочему, своим входом соединенный через газоход с зоной газификации регенерации и синтеза реактора газификации, а выходом через холодильник-стабилизатор - к входам блока энергогенерирующего и блока синтеза углеводородов, а также дополнительно снабженный блоком детоксикации золы и получения строительных материалов, входом соединенным через зону удаления золы с зоной газификации регенерации и синтеза реактора газификации.
Недостатком данного технического решения является низкий коэффициент преобразования тепла в электроэнергию, низкая технологичность, высокая материалоемкость.
Техническим результатом является повышение технологичности и коэффициента преобразования тепла в электроэнергию, а также снижение материалоемкости.
Указанный технический результат достигается тем, что согласно изобретению комплекс энергогенерирующий, содержащий последовательно соединенные блок подготовки топлива, реактор газификации с рабочей камерой, выполненной из жестко соединенных между собой цилиндрической и усеченной конической частей, установленных в кожух, при этом цилиндрическая часть сверху закрыта крышкой, в которой оборудован люк загрузки топлива, а коническая часть снизу оборудована зольником, с внешней стороны в стенке цилиндрической части установлен клапан для отвода газового продукта, а с внешней стороны конусной части в стенке - патрубок для подачи воздуха в рабочую камеру, кожух и блок подготовки синтез-газа, отличающийся тем, что в полости цилиндрической части рабочей камеры реактора по периметру вдоль стенки установлены по меньшей мере два термоэмиссионных преобразователя тепловой энергии в электрическую, а снаружи в полости, образованной цилиндрической частью рабочей камеры реактора и кожухом, установлены по меньшей мере два термоэлектрических преобразователя тепловой энергии в электрическую, дополнительно введен сумматор, имеющий M+N входов, где М количество термоэмиссионных элементов, N количество термоэлектрических элементов, причем выход m-го термоэмиссионного элемента соединен с соответствующим входом сумматора, а выход n-го термоэлектрического элемента соединен с M+n входом сумматора.
Сущность изобретения заключается в том, что в полости цилиндрической части рабочей камеры реактора по периметру вдоль стенки установлены по меньшей мере два термоэмиссионных преобразователя тепловой энергии в электрическую, а снаружи в полости, образованной цилиндрической частью рабочей камеры реактора и кожухом, установлены по меньшей мере два термоэлектрических преобразователя тепловой энергии в электрическую, дополнительно введен сумматор, имеющий M+N входов, где М количество термоэмиссионных элементов, N количество термоэлектрических элементов, причем выход m-го термоэмиссионного элемента соединен с соответствующим входом сумматора, а выход n-го термоэлектрического элемента соединен с M+n входом сумматора.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2, где обозначены 1 - стенка цилиндрической части рабочей камеры реактора газификации, 2 - термоэмиссионный элемент, 3 - кожух, 4 - термоэлектрический элемент, 5 - очаг тепла, 6 - реактор газификации, 7 - сумматор токов и напряжений, 8 - блок подготовки топлива.
Назначение элементов структурных схем, показанных на фиг. 1 и фиг. 2, ясны из их названия.
Как показано на фиг. 1, в полости цилиндрической части рабочей камеры реактора газификации 6 по периметру вдоль стенки 1 установлены М термоэмиссионных преобразователей тепловой энергии в электрическую 2, расположенных непосредственно в зоне очага тепла 5, а снаружи в полости, образованной цилиндрической частью рабочей камеры реактора и кожухом 3, установлены N термоэлектрических преобразователей тепловой энергии в электрическую 4. При этом термоэмиссионные 2 и термоэлектрические 4 элементы расположены на одинаковом расстоянии от центра очага тепла 5. Это обеспечивает их равномерное прогревание. Такое прогревание термоэмиссионных элементов 2 при достижении температуры 900-1300°С создает условия для наиболее эффективного преобразования тепловой энергии в электрическую [см., например, Миллионщиков М.Д. и др. Высокотемпературный реактор-преобразователь «Ромашка» // Атомная энергия. Том 17, вып. 5. 1964, с. 329-335]. Процесс постоянного нагрева термоэмиссионных элементов 2 протекает одновременно с непрерывным их охлаждением, которое обеспечивают элементы, установленные в полости, образованной цилиндрической частью рабочей камеры реактора 1 и кожухом 3, термоэлектрические элементы 4. Известно, что термоэлектрические элементы [см., например, Дикарев В.И. Справочник изобретателя. СПб.: Лань, 2001 г., 352 с., с. 241-243] используют для отбора тепла. Отбор тепла термоэлектрическими элементами 4 позволяет повторно использовать тепловую энергию для генерации электрической энергии. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.
Как показано на фиг. 2, для формирования общего тока и напряжения от всех термоэмиссионных 2 и термоэлектрических преобразователей 4 в общую конструкцию комплекса добавлен сумматор 7.
Комплекс энергогенерирующий содержит последовательно соединенные блок подготовки топлива 8, реактор газификации 6, сумматор токов и напряжений 7.
Устройство работает следующим образом. В блоке подготовки топлива 8, снабженном системой обработки и транспортирования топлива, вне зависимости от вида перерабатываемого сырья, доводят исходный материал до состояния, пригодного для загрузки в реактор газификации и термоэлектрогенерации 6. Подготовленное топливо поступает в зону газификации, регенерации, синтеза газа, куда подается паровоздушная смесь. При этом происходит увеличение температуры в очаге тепла 5 и, соответственно, нагревание термоэмиссионных преобразователей 2. Одновременно с этим термоэлектрические элементы 4 обеспечивают непрерывное охлаждение термоэмиссионных элементов. При таком непрерывном нагревании и охлаждении термоэмиссионные преобразователи генерируют электрический ток.
Непрерывно охлаждая термоэмиссионные элементы 2, термоэлектрические элементы 4 сами при этом испытывают непрерывный разогрев. При таком непрерывном нагревании термоэлектрические преобразователи 4 в свою очередь также генерируют электрический ток. Электроэнергия от термоэмиссионных 2 и термоэлектрических 4 элементов поступает на вход сумматора 7.
Изобретение промышленно применимо. Так, в качестве термоэмиссионных и термоэлектрических элементов могут быть использованы промышленно выпускаемые термоэмиссионные преобразователи [см., например, Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского", Россия, Калужская обл., г. Обнинск, пл. Бондаренко, 1, https://www.ippe.ru/] и термоэлектрические преобразователи [см., например, ООО "КРИОТЕРМ", Россия Санкт-Петербург, Зеленков пер., д. 7А, пом. 211, 212, http://kiyothermtec.com/ru/].
Claims (1)
- Комплекс энергогенерирующий, содержащий последовательно соединенные блок подготовки топлива, реактор газификации с рабочей камерой, выполненной из жестко соединенных между собой цилиндрической и усеченной конической частей, установленных в кожух, при этом цилиндрическая часть сверху закрыта крышкой, в которой оборудован люк загрузки топлива, а коническая часть снизу оборудована зольником, с внешней стороны в стенке цилиндрической части установлен клапан для отвода газового продукта, а с внешней стороны конусной части в стенке - патрубок для подачи воздуха в рабочую камеру, кожух и блок подготовки синтез-газа, отличающийся тем, что в полости цилиндрической части рабочей камеры реактора по периметру вдоль стенки установлены по меньшей мере два термоэмиссионных преобразователя тепловой энергии в электрическую, а снаружи в полости, образованной цилиндрической частью рабочей камеры реактора и кожухом, установлены по меньшей мере два термоэлектрических преобразователя тепловой энергии в электрическую, дополнительно введен сумматор, имеющий М+N входов, где М количество термоэмиссионных элементов, N количество термоэлектрических элементов, причем выход m-го термоэмиссионного элемента соединен с соответствующим входом сумматора, а выход n-го термоэлектрического элемента соединен с М+n входом сумматора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127441A RU2652241C1 (ru) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Комплекс энергогенерирующий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127441A RU2652241C1 (ru) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Комплекс энергогенерирующий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652241C1 true RU2652241C1 (ru) | 2018-04-25 |
Family
ID=62045456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017127441A RU2652241C1 (ru) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Комплекс энергогенерирующий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652241C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4074981A (en) * | 1976-12-10 | 1978-02-21 | Texaco Inc. | Partial oxidation process |
| DE3114984A1 (de) * | 1980-05-05 | 1982-02-04 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | "verbesserte integrierte kohlevergasungsanlage im wechselverbund mit kraftwerk" |
| SU1452490A3 (ru) * | 1983-05-31 | 1989-01-15 | Крафтверк Унион Аг (Фирма) | Полупикова электростанци |
| RU2137981C1 (ru) * | 1998-04-24 | 1999-09-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт (ВТИ)" | Энерготехнологическая установка для термической переработки твердых отходов |
| RU2303192C1 (ru) * | 2006-06-29 | 2007-07-20 | Закрытое акционерное общество Акционерная фирма "Перспектива" Опытно-механический завод | Комплекс газотеплоэлектрогенераторный |
| RU2477421C1 (ru) * | 2011-11-21 | 2013-03-10 | Лариса Яковлевна Силантьева | Комплекс энергогенерирующий |
| RU2477543C1 (ru) * | 2011-10-04 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Многоэлементный термоэмиссионный электрогенерирующий канал |
-
2017
- 2017-07-31 RU RU2017127441A patent/RU2652241C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4074981A (en) * | 1976-12-10 | 1978-02-21 | Texaco Inc. | Partial oxidation process |
| DE3114984A1 (de) * | 1980-05-05 | 1982-02-04 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | "verbesserte integrierte kohlevergasungsanlage im wechselverbund mit kraftwerk" |
| SU1452490A3 (ru) * | 1983-05-31 | 1989-01-15 | Крафтверк Унион Аг (Фирма) | Полупикова электростанци |
| RU2137981C1 (ru) * | 1998-04-24 | 1999-09-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт (ВТИ)" | Энерготехнологическая установка для термической переработки твердых отходов |
| RU2303192C1 (ru) * | 2006-06-29 | 2007-07-20 | Закрытое акционерное общество Акционерная фирма "Перспектива" Опытно-механический завод | Комплекс газотеплоэлектрогенераторный |
| RU2477543C1 (ru) * | 2011-10-04 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Многоэлементный термоэмиссионный электрогенерирующий канал |
| RU2477421C1 (ru) * | 2011-11-21 | 2013-03-10 | Лариса Яковлевна Силантьева | Комплекс энергогенерирующий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180230010A1 (en) | Natural Gas Reactors and Methods | |
| Matveev et al. | Plasma-assisted treatment of sewage sludge | |
| Matveev et al. | Sewage sludge-to-power | |
| Messerle et al. | Plasma thermochemical preparation for combustion of pulverized coal | |
| RU2652241C1 (ru) | Комплекс энергогенерирующий | |
| JPH0221121A (ja) | 有機化合物の触媒による燃焼方法および有機化合物の触媒による燃焼装置 | |
| Darmawan et al. | Hydrothermally-treated empty fruit bunch cofiring in coal power plants: a techno-economic assessment | |
| RU2726979C1 (ru) | Энергетический комплекс для переработки твердых бытовых отходов | |
| RU2524317C1 (ru) | Способ преобразования энергии с регенерацией энергоносителей в циклическом процессе теплового двигателя | |
| Messerle et al. | Simulation of the organic-waste processing in plasma with allowance for kinetics of thermochemical transformations | |
| US9920928B2 (en) | Waste processing | |
| RU2013105040A (ru) | Способ переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты и энергетический комплекс для его осуществления | |
| Thanompongchart et al. | Partial oxidation reforming of simulated biogas in gliding arc discharge system | |
| RU2544949C1 (ru) | Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов | |
| GB2553758A (en) | A design of an efficient power generation plant | |
| RU169229U1 (ru) | Установка для получения активного угля | |
| Alenazey et al. | Syngas Production from Propane− Butane Mixtures Using a High-Voltage Atmospheric Pressure Discharge Plasma | |
| RU2466177C1 (ru) | Газогенератор | |
| RU2434928C2 (ru) | Пиролизная установка для утилизации твердых бытовых отходов | |
| US2007586A (en) | Method for converting carbon dioxide contained in gases into carbon monoxide | |
| RU2588220C1 (ru) | Способ сжигания низкокалорийного топлива | |
| RU2477421C1 (ru) | Комплекс энергогенерирующий | |
| Lăzăroiu et al. | Defining of criteria for flue gas decarbonization efficiency in methanation reactors with membrane technology | |
| RU2653825C1 (ru) | Автономная водородная установка | |
| Mrakin et al. | DETERMINATION OF THERMODYNAMIC EFFICIENCY OF PARTIAL OXIDATION REACTORS OF ENERGY CHEMICAL INSTALLATIONS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190801 |