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 |
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 |
-
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 | |
Messerle et al. | Plasma thermochemical preparation for combustion of pulverized coal | |
Zabaniotou et al. | Bioenergy technology: Gasification with internal combustion engine application | |
RU2652241C1 (ru) | Комплекс энергогенерирующий | |
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 | |
RU2632812C2 (ru) | Установка термохимической переработки углеродсодержащего сырья | |
US9920928B2 (en) | Waste processing | |
EA029923B1 (ru) | Способ преобразования энергии с регенерацией энергоносителей в циклическом процессе теплового двигателя | |
Thanompongchart et al. | Partial oxidation reforming of simulated biogas in gliding arc discharge system | |
RU2013105040A (ru) | Способ переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты и энергетический комплекс для его осуществления | |
RU2544949C1 (ru) | Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов | |
Sivaraman et al. | Biomass Gasification using Coconut Shell for Small-Scale Electricity Generation | |
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 | |
US2007586A (en) | Method for converting carbon dioxide contained in gases into carbon monoxide | |
RU2588220C1 (ru) | Способ сжигания низкокалорийного топлива | |
RU2477421C1 (ru) | Комплекс энергогенерирующий | |
RU2653825C1 (ru) | Автономная водородная установка | |
Mrakin et al. | DETERMINATION OF THERMODYNAMIC EFFICIENCY OF PARTIAL OXIDATION REACTORS OF ENERGY CHEMICAL INSTALLATIONS | |
RU2531812C1 (ru) | Способ газификации твердого топлива и устройство для его осуществления | |
Matveev et al. | Thermal efficiency of a hybrid type plasma reformation system | |
Zablodskiy et al. | Thermochemical conversion of plant biomass in the energotechnological complex with heat recovery | |
EA201700477A1 (ru) | Технологический комплекс рециклинга отходов органического и неорганического производств |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190801 |