RU2693342C1 - Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant - Google Patents
Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693342C1 RU2693342C1 RU2018128092A RU2018128092A RU2693342C1 RU 2693342 C1 RU2693342 C1 RU 2693342C1 RU 2018128092 A RU2018128092 A RU 2018128092A RU 2018128092 A RU2018128092 A RU 2018128092A RU 2693342 C1 RU2693342 C1 RU 2693342C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- generator
- gas generator
- air
- internal combustion
- Prior art date
Links
- 238000011017 operating method Methods 0.000 title 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 240
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 92
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 claims description 28
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 10
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 abstract 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 49
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 28
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 10
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910021398 atomic carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
- F02B43/08—Plants characterised by the engines using gaseous fuel generated in the plant from solid fuel, e.g. wood
-
- 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
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области энергетики, а именно к двигателям, работающим на газообразном топливе, генерируемом при сжигании твердых бытовых отходов - ТБО.The group of inventions relates to the field of energy, namely to engines operating on gaseous fuel generated during the incineration of municipal solid waste - MSW.
Отходы производства и потребления являются одними из самых масштабных источников загрязнения окружающей среды. Ежегодный прирост количества твердых бытовых отходов (ТБО) в нашей стране составляет более 30 млн. тонн. Это мощный возобновляемый топливный ресурс, который может дать огромную экономию ископаемого топлива и обеспечить теплом и электроэнергией жилые районы и промышленные предприятия. В связи с этим создание новых предприятий по обезвреживанию и утилизации отходов входит в число неотложных государственных задач.Production and consumption waste is one of the largest sources of environmental pollution. The annual increase in the amount of municipal solid waste (MSW) in our country is more than 30 million tons. This is a powerful renewable fuel resource that can provide huge savings in fossil fuels and provide residential and industrial enterprises with heat and electricity. In this regard, the creation of new enterprises for the disposal and recycling of waste is among the urgent state tasks.
Как известно, углеводородное топливо постоянно дорожает. Кроме того, его природные ресурсы исчерпаемы и могут закончиться через 40…50 лет.As is known, hydrocarbon fuels are constantly becoming more expensive. In addition, its natural resources are exhaustible and can end in 40 ... 50 years.
Кроме того, в соответствии с Техническим регламентом №609 «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ» экологический класс Евро-5 вводится с 1 января 2014 года. С этого времени, все автомобили, попадающие на территорию России должны соответствовать данному экологическому стандарту. Это касается как транспортных средств, производимых на отечественных заводах, так и всего транспорта, ввозимого на территорию страны из-за границы: и нового, и подержанного; и для личных целей, и для коммерческого использования.In addition, in accordance with Technical Regulations No. 609 “On Requirements for Emissions by Automotive Vehicles Launched in the Territory of the Russian Federation of Harmful (Polluting) Substances”, the Euro-5 environmental class is introduced from January 1, 2014. From now on, all cars entering the territory of Russia must comply with this environmental standard. This applies both to vehicles produced in domestic factories and to all vehicles imported into the country from abroad: new and used; both for personal use and for commercial use.
В настоящее время в России эксплуатируется 5 мусоросжигательных заводов, объем обезвреживания и утилизации ТБО на которых ничтожно мал и не превышает 3% от общего количества отходов (для сравнения: только в Германии таких заводов более 50-ти). В связи с этим чрезвычайно актуальным является строительство мусоросжигательных заводов с применением современных технологий, предусматривающих сочетание максимально полного использования энергетического потенциала ТБО с экологической безопасностью процесса.At present, 5 waste incineration plants are being operated in Russia, the volume of disposal and disposal of solid waste at which is negligible and does not exceed 3% of the total waste (for comparison, there are more than 50 such plants in Germany alone). In this regard, the construction of waste incineration plants with the use of modern technologies that provide for the combination of the fullest use of the energy potential of solid waste with the environmental safety of the process is extremely relevant.
Процесс сжигания ТБО сопровождается образованием ряда токсичных соединений: оксидов азота (NOx), оксидов серы (SOx), оксида углерода (II) (СО), диоксинов и фуранов и некоторых других загрязнителей. При этом, как и в случае сжигания традиционных видов органического топлива, основной вклад в показатель суммарной токсичности продуктов сгорания вносят оксиды азота.The process of incineration of MSW is accompanied by the formation of a number of toxic compounds: nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), carbon monoxide (II) (CO), dioxins and furans, and some other pollutants. At the same time, as in the case of burning traditional types of organic fuel, nitrogen oxides make the main contribution to the total toxicity of combustion products.
Поскольку состав дымовых газов мусоросжигательных установок характеризуется многообразием содержащихся в них токсичных компонентов, они могут быть обезврежены только при воздействии на них комплекса технологических мероприятий, а также химических и физикохимических методов очистки. Поэтому возникает необходимость в оборудовании мусоросжигательных установок многоступенчатыми системами газоочистки, обеспечивающими снижение содержания различных загрязнителей в дымовых газах до требуемых норм. Причем, каждая из используемых технологий очистки, как правило, направлена на уменьшение выбросов одного из нескольких видов образующихся токсичных компонентов.Since the composition of the flue gases of incineration plants is characterized by the diversity of toxic components contained in them, they can be neutralized only when exposed to a set of technological measures, as well as chemical and physico-chemical cleaning methods. Therefore, there is a need to equip waste incineration plants with multi-stage gas cleaning systems that ensure the reduction of the content of various pollutants in the flue gases to the required standards. Moreover, each of the used cleaning technologies, as a rule, is aimed at reducing emissions of one of several types of toxic components formed.
Особенностью процесса термического обезвреживания ТБО является переменный состав топлива, в результате чего происходит непрерывное изменение параметров горения. Это, в свою очередь, становится причиной значительных колебаний концентраций токсичных компонентов в дымовых газах и, как следствие, недостаточно надежной работы системы очистки в целом.A feature of the process of thermal disposal of MSW is the variable composition of the fuel, resulting in a continuous change in the parameters of combustion. This, in turn, causes significant fluctuations in the concentrations of toxic components in the flue gases and, as a result, insufficiently reliable operation of the cleaning system as a whole.
Постоянное ужесточение требований, предъявляемых к газовым выбросам теплоэнергетических агрегатов, к которым относятся и мусоросжигательные установки, создают предпосылки для создания новых технологий очистки.Constant tightening of the requirements for gas emissions from thermal power plants, which include incinerators, create the prerequisites for creating new cleaning technologies.
Необходимость разработки и применения технологий, обеспечивающих высокую эффективность и стабильные показатели очистки дымовых газов, образующихся при термическом обезвреживании ТБО переменного состава, определили направление исследований, результаты которых приведены в данном изобретении.The need to develop and apply technologies that provide high efficiency and stable flue gas purification rates generated during the thermal disposal of solid waste of variable composition determined the direction of research, the results of which are given in this invention.
Основная задача создания изобретения: разработка полностью автоматизированного устройства для сжигания мусора и комплексной очистки дымовых газов, образующихся при сжигании газогенераторного газа в двигателе внутреннего сгорания. Исключение выброса полученного при сжигании твердых бытовых отходов газогенераторного газа в атмосферу при аварийных и нерасчетных режимах.The main task of the invention: the development of a fully automated device for burning garbage and complex cleaning of flue gases generated during the combustion of gas generating gas in an internal combustion engine. Exclusion of the emission of gas-generating gas produced during the incineration of solid household waste into the atmosphere during emergency and off-design conditions.
Наиболее затруднительна очистка от оксидов азота. Очистка от твердых частиц относительно просто решается в циклонах и других промышленных очистителях.The most difficult to clean from nitrogen oxides. Particle removal is relatively easy to solve in cyclones and other industrial cleaners.
Наиболее радикальное средство снижение образования окислов азота как при горении ТБО в газогенераторе, так и при горении в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания это его дожигание в каталитическом дожигателе. Это позволит снизить выброс окислов азота NOx в несколько раз.The most radical means of reducing the formation of nitrogen oxides, both when burning MSW in a gas generator and when burning in cylinders of internal combustion engines, is its afterburning in a catalytic afterburner. This will reduce the emission of nitrogen oxides NOx several times.
Известен «Газогенератор» по патенту RU №2303050 от 29.06.2006, опубл. 20.07.2007, МПК C10J 3/20, F23B 99/00, который содержит камеру горения с зоной сушки и пирогенетического разложения, с зонами сгорания смол, регенерации и очистки генераторного газа, газоходы водяного котла, камеру парогенерации, камеру подогрева и подачи воздуха, при этом газогенератор дополнительно снабжен сепаратором-дымососом, охладителем-стабилизатором газа и камерой подогрева генераторного газа, которые присоединены последовательно между зоной отбора генераторного газа и камерой горения, камера парогенерации соединена с выходом зоны очистки генераторного газа, с входом зоны регенерации и через камеру подогрева атмосферного воздуха с камерой горения.Known "Gas generator" according to patent RU №2303050 from 06/29/2006, publ. 20.07.2007, IPC C10J 3/20, F23B 99/00, which contains a combustion chamber with a drying zone and pyrogenic decomposition, with tar combustion zones, regeneration and purification of generator gas, water boiler gas ducts, a steam generation chamber, a heating and air supply chamber, at the same time, the gas generator is additionally equipped with a chimney separator, a gas stabilizer cooler and a generator gas preheating chamber, which are connected in series between the generator gas extraction zone and the combustion chamber, the steam generation chamber is connected to the outlet of the cleaning zone eneratornogo gas from entering the regeneration zone and through the air heating chamber with a combustion chamber.
Но данное устройство не обеспечивает получение газа теплотворной способностью выше 1560 ккал.But this device does not provide gas calorific value above 1560 kcal.
Известно техническое решение реактора газификации по патенту RU №2360949 «Способ получения синтез-газа и реактор газификации для его осуществления» от 04.08.2008, опубл. 10.07.2009, МПК C10J 3/32, C10J 3/40, C10J 3/68.Known technical solution of the gasification reactor according to patent RU No. 2360949 "A method for producing synthesis gas and a gasification reactor for its implementation" dated 04.08.2008, publ. July 10, 2009, IPC
Реактор газификации, содержащий котел с двумя концентрично расположенными один в другом внутренним и внешним кожухами, выполненными в виде кольцевых теплообменных рубашек, с газоходом между ними, с лопастным ворошителем сырья и усеченным конусом, зоны первичной газификации и регенерации газов, горелку, колосниковой решеткой фурмы для подачи пара в зону регенерации, крышкой и установленным на ней реверсивным приводом и связанной с ним отсасывающей трубой с трубным разравнивателем, с закрепленным под ним лопастным ворошителем сырья и с установленными на свободном конце трубы фурмами для подачи паров воды из зоны скопления пара в зону первичной газификации сырья.A gasification reactor containing a boiler with two inner and outer shells concentrically arranged one inside the other, made in the form of annular heat-exchanging jackets, with a flue between them, with a bladed agitator of the raw material and a truncated cone, primary gasification and gas regeneration zones, a burner, a grate for tuyere steam supply to the regeneration zone, a lid and a reversing drive installed on it and a suction pipe with a pipe leveler, with a paddle tedder of the raw material and with tuyeres installed at the free end of the pipe for supplying water vapor from the zone of accumulation of steam to the zone of primary gasification of the raw material.
Но данное устройство обеспечивает двухстадийное получение газа теплотворной способностью не выше 1560 ккал, поскольку снижению калорийности газа способствует и горение излишне вырабатываемого синтез-газа в зоне горения первичной газификации, ввиду того, что в составе синтез-газа уже присутствует большое количество азота, а его горение в этой зоне обуславливает увеличение количества азота, сначала в первичной зоне газификации, а затем и в получаемом синтез-газе. К тому же, горение синтез-газа в первичной зоне поддерживает температуру горения 1500°C для того, чтобы в зоне регенерации поднять до максимально возможной температуры синтеза, в то же время, эта температура способствует началу образования NOx в синтезируемом газе, а при применении полученного газа в газопоршневых электростанциях либо в горелках отопительных систем, где температура горения превышает 1500°C, вырабатывается дополнительное NOx, что приводит к загрязнению окружающей среды.But this device provides a two-stage production of gas with a calorific value not higher than 1560 kcal, since the burning of the overly produced synthesis gas in the primary gasification combustion zone also contributes to a decrease in gas caloric content, since a large amount of nitrogen is already present in the synthesis gas, and its combustion in this zone causes an increase in the amount of nitrogen, first in the primary gasification zone, and then in the resulting synthesis gas. In addition, the combustion of synthesis gas in the primary zone maintains the combustion temperature of 1500 ° C in order to raise the regeneration zone to the maximum possible synthesis temperature, at the same time, this temperature contributes to the beginning of the formation of NOx in the synthesized gas, and when applying the resulting gas in gas reciprocating power plants or in burners of heating systems, where the combustion temperature exceeds 1,500 ° C, produces additional NOx, which leads to environmental pollution.
Известны способы получения генераторного газа для питания ДВС по патенту Франции №2455077, МПК C10j 3/20, опубл. 25/04/1979 г., заключающиеся в подводе теплоты, воздуха и водяного пара в загруженную углеродсодержащим топливом реакционную камеру, где в результате взаимодействия компонентов образуется генераторный газ. Полученный газ очищают от смол и негорючих примесей и подают в систему питания ДВС.Known methods for producing generator gas to power the internal combustion engine according to French patent No. 2455077,
В указанном источнике указаны установки для реализации этого способа, которые содержат реакционную камеру, заполненную углеродсодержащим топливом и снабженную на входе устройствами для подвода теплоты, воздуха и водяного пара, а на выходе газоочистным устройством, связанным с системой питания ДВС.Installations for the implementation of this method are indicated in the indicated source, which contain a reaction chamber filled with carbon-containing fuel and equipped with inlet devices for supplying heat, air, and water vapor, and a gas cleaning device connected with the engine power supply system at the outlet.
Известны способ и устройство для получения газогенераторного газа по пат. РФ № МПК C10J 3/32, опубл. 10.07.2009 г.The known method and device for producing gas-generating gas according to US Pat. Of the Russian Federation
Способ получения синтез-газа предусматривает загрузку перерабатываемого сырья, содержащего по крайней мере твердое сырье, в котел реактора газификации и продвижение его с последовательным проведением обращенного процесса движения воздуха и газа при температурном воздействии с формированием технологических зон: зоны сушки, зоны пирогенетического разложения, зоны первичной газификации сырья при неполном окислении его кислородом воздуха и подаче синтез-газа с термохимическим разложением сырья на инертные газовые составляющие и образованием реагента в виде атомарного углерода, зоны термического разложения смол, зоны регенерации, формируемой выпавшим на колосниковую решетку реагентом при подаче в него пара и получением на выходе из него синтез-газа и зоны охлаждения синтез-газа в газоходе котла реактора, отличающийся тем, что зону регенерации формируют на колосниковой решетке реактора в виде открытого естественного насыпного конуса из реагента, обуславливающего за пределами этой зоны формирование зоны очистки синтез-газа, обеспеченной снижением скорости его истечения из зоны регенерации в свободное пространство нижней части котла реактора до скорости витания твердых частиц, размером не более 70 мкм, при этом под крышкой реактора формируют зону скопления пара путем загрузки перерабатываемого сырья в котел реактора до контролируемого уровня и из этой зоны производят отсос пара в зону первичной газификации сырья с получением инертных газов и синтез-газа, а в зоне сушки котла реактора производят обрушение купола сырья и его разравнивание, и в зоне пирогенетического разложения сырья производят его интенсивное рыхление с обеспечением газопроницаемости и продвижения сверху вниз путем его обратного и прямого механического перемещения, а в зоне первичной газификации сырья производят механическое обрушение его сводообразования и осуществляют совместную подачу синтез-газа вместе с воздухом, и охлаждение синтез-газа производят до температуры, соответствующей началу конденсации смол, при его закрутке в газоходе вокруг оси котла реактора, причем воздух, пар и синтез-газ подают в технологические зоны реактора объемными порциями в зависимости от химического состава сырья.The method of producing synthesis gas provides for the loading of the processed raw materials containing at least solid raw materials into the gasification reactor boiler and promoting it with sequential reversing of the air and gas movement during temperature exposure with the formation of technological zones: the drying zone, the pyrogenic decomposition zone, the primary zone gasification of raw materials with incomplete oxidation of its oxygen in the air and the supply of synthesis gas with thermochemical decomposition of raw materials into inert gas components and image reagent in the form of atomic carbon, a zone of thermal decomposition of resins, a regeneration zone formed by a reagent deposited on the grate when steam is fed into it, and synthesis gas is obtained at the outlet of the synthesis gas and a synthesis gas cooling zone in the boiler flue gas duct, characterized in that the regeneration zone is formed on the grate of the reactor in the form of an open natural bulk cone of reagent causing outside of this zone the formation of a synthesis gas purification zone, ensured by a decrease in its flow rate from the regeneration zone to the free space of the lower part of the reactor boiler up to the soaring speed of solid particles no larger than 70 μm, while a vapor accumulation zone is formed under the reactor lid by loading the processed raw material into the reactor boiler to a controlled level and from this zone steam is produced in the primary gasification zone of the raw material with the production of inert gases and synthesis gas, and in the drying zone of the reactor boiler, the dome of the raw material is collapsed and leveled, and in the pyrogenic decomposition zone of the raw material it is produced Intensive loosening with ensuring gas permeability and moving from top to bottom by its reverse and direct mechanical movement, and in the zone of primary gasification of the raw material, its arching is mechanically collapsed and the synthesis gas is supplied together with air, and the synthesis gas is cooled to the temperature corresponding to the beginning condensation of the resins, when it is twisted in the flue around the axis of the reactor boiler, and air, steam and synthesis gas are supplied to the process zones of the reactor in bulk portions STI on the chemical composition of raw materials.
Недостаток: не полностью автоматизирован процесс синтеза газогенераторного газа.Disadvantage: the process of synthesis of gas-generating gas is not fully automated.
Известны способ и устройство для получения синтез - газа по пат. РФ №2482164, МПК C10J 3/20, опубл. 20.05.2013 г.The known method and device for producing synthesis gas in US Pat. Of the Russian Federation No. 2482164,
Реактор газификации содержит котел с крышкой, с двумя концентрично расположенными один в другом внутренними и внешними кожухами, выполненными в виде кольцевых теплообменных рубашек, газоход между ними, лопастной ворошитель сырья, усеченный конус, зону первичной газификации и регенерации газов, горелку. Реактор дополнительно снабжен системой нижнего ворошения, с лопастным ворошителем, расположенным в усеченном конусе, закрепленном в корпусе герметично, теплосъемными водяными стержнями, расположенными в газоходе, зоной синтеза метана, расположенной на входе в газоход. Сопло горелки расположено в герметичной полости между стенками конуса и его корпуса. Реактор снаружи покрыт теплоизоляционными материалами, а внутренняя поверхность зоны первичной газификации футерована термоизоляционными материаламиThe gasification reactor contains a boiler with a lid, with two inner and outer housings arranged concentrically one inside the other, made in the form of annular heat exchange shirts, a flue between them, a blade agitator of the raw material, a truncated cone, a zone of primary gasification and gas regeneration, a burner. The reactor is additionally equipped with a bottom turning system, with a blade agitator, located in a truncated cone, fixed in the housing tightly, with heat-removing water rods located in the duct, a zone of methane synthesis located at the inlet to the duct. The burner nozzle is located in the hermetic cavity between the walls of the cone and its body. The reactor is covered with heat-insulating materials from the outside, and the inner surface of the primary gasification zone is lined with heat-insulating materials
Известны способ получения генераторного газа для питания ДВС и установка для его осуществления по А Св. СССР №1325173, МПК F02D 43/08, опубл. 23.07.1983 г.A method is known for producing generator gas for powering the internal combustion engine and an installation for its implementation according to A St. USSR No. 1325173,
Способ заключается в подводе теплоты, воздуха, водяного пара и части выпускных газов двигателя к загруженной углеродсодержащим топливом реакционной камере и отводе из реакционной камеры в двигатель предварительно очищенного от примесей генераторного газа. В процессе взаимодействия компонента в реакционной камере создают разрежение, а подачу генераторного газа в двигатель производят через промежуточную емкость.The method consists in supplying heat, air, water vapor and part of the engine exhaust gases to the reaction chamber loaded with carbon-containing fuel and discharging the generator gas previously purified from impurities into the engine. In the process of interaction of the component in the reaction chamber create a vacuum, and the flow of the generator gas into the engine produced through an intermediate tank.
Газогенераторная установка содержит двигатель, линия газовыпуска которого соединена через калиброванные отверстия с входом загруженной углеродсодержащим топливом реакционной камеры, снабженной нагревательным устройством и испарителем воды, а линия питания подключена к выходу реакционной камеры. На линии питания двигателя последовательно по ходу генераторного газа установлены очиститель-охладитель, вакуумный насос и промежуточная емкость с расходным краном.The gas generator set includes an engine, the gas outlet line of which is connected through calibrated holes to the inlet of a reaction chamber loaded with carbon-containing fuel, equipped with a heating device and a water evaporator, and the power line is connected to the outlet of the reaction chamber. A cleaner-cooler, a vacuum pump and an intermediate tank with a supply valve are installed on the engine supply line in series along the generator gas.
В этих способе и устройстве, не предусмотрена полная утилизация отходящих газов двигателя: лишь незначительная их часть используется в процессе газификации топлива, остальная выбрасывается в атмосферу. Отсутствие полной утилизации отходящих газов приводит к снижению эффективности способа получения генераторного газа и устройства для его получения.In this method and device, the complete utilization of engine exhaust gases is not provided: only a small part of them is used in the process of gasification of fuel, the rest is emitted into the atmosphere. The lack of complete utilization of waste gases leads to a decrease in the efficiency of the method for producing the generating gas and the device for its production.
Известна газогенераторная установка с двигателем внутреннего сгорания по патенту РФ на изобретение №2099553, МПК F02B 43/08, опубл. 20.12.1997 г., прототип.Known gas generator unit with an internal combustion engine according to the patent of the Russian Federation for the invention №2099553,
Эта установка содержит газогенератор, в котором линия газовыпуска подключена через фильтр и теплообменник газогенераторного газа с контуром охладителя, выход из теплообменника подсоединен к входу в систему подачи топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, коленчатый вал которого соединен с электрогенератором,This installation contains a gas generator in which the gas outlet line is connected through a filter and a gas generating gas heat exchanger with a coolant circuit, the output from the heat exchanger is connected to the entrance to the air-fuel mixture of the internal combustion engine, the crankshaft of which is connected to an electric generator,
Недостатки: относительно низкий КПД двигателя внутреннего сгорания из-за низкой калорийности генераторного газа, отсутствие автоматизации и эмиссия вредных веществ в атмосферу.Disadvantages: relatively low efficiency of the internal combustion engine due to the low caloric value of the generator gas, the lack of automation and the emission of harmful substances into the atmosphere.
Задачи создания группы изобретения ускорение процесса горения исходного сырья высокой влажности. при обеспечении предельно-допустимой концентрации вредных веществ в выхлопных газах.The task of creating a group of the invention the acceleration of the combustion process of the feedstock of high humidity. while ensuring the maximum permissible concentration of harmful substances in the exhaust gases.
Достигнутые технические результаты: обеспечение процесса горения исходного сырья высокой влажности, при обеспечении предельно-допустимой концентрации вредных веществ в выхлопных газах.Achieved technical results: ensuring the combustion process of raw materials of high humidity, while ensuring the maximum permissible concentration of harmful substances in the exhaust gases.
Решение указанных задач достигнуто в способе работы газогенераторной электроустановки, включающий загрузку исходного сырья и подачу воздуха в газогенератор, воспламенение исходного сырья и подачу газогенераторного газа по газоводу в двигатель внутреннего сгорания, к которому присоединен электрогенератор для выработки электроэнергии, сброс выхлопных газов из системы выпуска отработанных газов двигателя внутреннего сгорания после его предварительной очистки в каталитическом дожигателе, тем, что после загрузки исходного сырья и перед подачей воздуха в газогенератор производят осушку исходного сырья путем подачи выхлопных газов из системы выпуска отработанных газов в двигателе внутреннего сгорания. работающего на жидком топливе, а после воспламенения исходного сырья двигатель внутреннего сгорания переключают на работу от газогенераторного газа. а для обрушения свода исходного сырья периодически подают с блока управления сигнал на привод возвратно-поступательного движения, который через шток приводит его в возвратно-поступательное движение.The solution of these problems is achieved in the method of operation of the gas generator electrical installation, including loading the raw materials and supplying air to the gas generator, igniting the raw materials and supplying the gas generator gas to the internal combustion engine to which the electric generator is connected to generate electricity, exhausting gases from the exhaust system internal combustion engine after its pre-treatment in a catalytic afterburner, the fact that after loading the raw materials and d air feed to the gasifier produces drying feedstock by feeding exhaust gases from the exhaust system of an internal combustion engine. working on liquid fuel, and after ignition of the feedstock, the internal combustion engine is switched to work from gas-generating gas. and for the collapse of the set of raw materials, periodically a signal is sent from the control unit to the reciprocating drive, which through the rod causes it to reciprocate.
Дополнительно проводят активацию газогенераторного газа и озонирование воздуха, подаваемого в газогенератор, после запуска газогенераторной электроустановки увеличивают расход воздуха в газогенератор, одновременно измеряя мощность, вырабатываемую электрогенератором, и при достижении максимального значения прекращают увеличение расхода воздуха в газогенератор, при этом постоянно контролируют выброс вредных веществ из системы выпуска отработанных газов и при превышении их концентрации предельно допустимых норм увеличивают степень озонирования воздуха.Additionally, gas generator gas is activated and ozonization of air supplied to the gas generator increases the air flow to the gas generator after starting the gas generator electrical installation while simultaneously measuring the power generated by the electric generator and, when the maximum value is reached, stop increasing the air flow to the gas generator, while constantly controlling the emission of harmful substances from exhaust systems and when their concentration exceeds the maximum permissible standards increase the degree s ozonation air.
Решение указанных задач достигнуто в газогенераторной электроустановке, содержащей, газогенератор, содержащий, в свою очередь, корпуса, главную полость внутри них, загрузочное устройство и устройство выгрузки, систему подвода воздуха в газогенератор, систему очистки газогенераторного газа, к выходу которой присоединен вход газовода, выход которого подключен через теплообменник к форсунке в системе подачи топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, коленчатый вал которого соединен с электрогенератором, соединенным проводами с потребителем энергии, тем, что газогенератор содержит систему предварительной осушки исходного сырья соединенную с трубопроводом отбора, вход которого соединен с системой выпуска выхлопных газов в двигателе внутреннего сгорания, а двигатель внутреннего сгорания содержит в системе подачи топливовоздушной смеси форсунку, работающую на газогенераторном газе и форсунку жидкого топлива, соединенную с системой подачи жидкого топлива.The solution of these problems is achieved in a gas generator electrical installation containing a gas generator containing, in turn, the housing, the main cavity inside them, the loading device and unloading device, the system for supplying air to the gas generator, the gas generator cleaning system, to the outlet of the gas generator which is connected through a heat exchanger to the nozzle in the air-fuel mixture supply system of the internal combustion engine, the crankshaft of which is connected to an electric generator connected by a wire mi with the energy consumer, the fact that the gas generator contains a system of preliminary drying of raw materials connected to the extraction pipeline, the inlet of which is connected to the exhaust system in the internal combustion engine, and the internal combustion engine contains in the air-fuel mixture supply system a gas-generating gas and a liquid fuel nozzle connected to a liquid fuel supply system.
Газогенератор может быть оборудован ворошителем, содержащим рабочий орган, установленный в главной полости, и приводом возвратно-поступательного движения с соединяющим их штоком.The gas generator can be equipped with a agitator, containing a working body installed in the main cavity, and a reciprocating actuator with a connecting rod connecting them.
Между электрогенератором и потребителем энергии может быть установлен ваттметр, на газоводе перед форсункой может быть установлен активатор топлива, а в системе подвода воздуха может быть установлен основной озонатор воздуха.A wattmeter can be installed between the generator and the energy consumer, a fuel activator can be installed on the gas duct in front of the nozzle, and the main air ozonizer can be installed in the air supply system.
В системе подвода воздуха в двигатель внутреннего сгорания может быть установлен дополнительный озонатор.An additional ozonizer may be installed in the air supply system to the internal combustion engine.
Газогенераторная электроустановка может быть оборудована блоком управления, к которому линиями управления присоединены первый привод, соединенный с механизмом выгрузки,The gas-generating electrical installation can be equipped with a control unit to which control lines connect the first drive connected to the unloading mechanism,
второй привод, соединенный с механизмом загрузки,the second drive connected to the loading mechanism
третий привод, соединенный с регулятором расхода,the third drive connected to the flow regulator
четвертый привод, соединенный с дроссельной заслонкой,Fourth drive coupled to the throttle
пятый привод, соединенный вентилятором,fifth drive connected by a fan
регулируемый привод, соединенный с компрессором,variable drive coupled to compressor
регулируемый электрический привод, соединенный с водяным насосом,adjustable electric drive connected to a water pump
вибратор, соединенный с колосниковой решеткой,a vibrator connected to the grate,
при этом входа всех приводов соединены с выходами из блока управления, к входу в блок управления присоединен линией контроля контролер датчиков, к контроллеру датчиков присоединены датчики:at the same time, the inputs of all the drives are connected to the outputs from the control unit, the sensor controller is connected to the control unit input by the control line, and the sensors are connected to the sensor controller:
- газоанализатор, установленный на выходе из каталитического дожигателя,- gas analyzer installed at the outlet of the catalytic afterburner,
- датчик температуры газогенераторного газа, установленный на выходе из теплообменника,- gas generator gas temperature sensor installed at the exit of the heat exchanger,
- датчик частоты вращения коленчатого вала, установленный на коленчатом валу ДВС для контроля работы ДВС при запуске, останове и на основном режиме,- crankshaft speed sensor mounted on the engine crankshaft for monitoring the operation of the engine during start, stop and on the main mode,
- датчик положения регулятора, установленный на регуляторе,- the regulator position sensor mounted on the regulator,
- датчик положения дросселя, установленный на дросселе,- throttle position sensor mounted on the throttle
- ваттметр, установленный между электрогенератором и потребителем энергии,- wattmeter installed between the generator and the energy consumer,
при этом выходы из датчиков: газоанализатора, датчика температуры газогенераторного газа, датчика частоты вращения коленчатого вала, датчика положения регулятора, датчика положения дросселя, и ваттметра линиями контроля соединены с входами в контроллер датчиков.The outputs from the sensors: gas analyzer, gas generator gas temperature sensor, crankshaft speed sensor, regulator position sensor, throttle position sensor, and wattmeter control lines are connected to the inputs to the sensor controller.
Газогенераторная электроустановка может содержать колосниковую решетку, которая при помощи тяги соединена с вибратором.Gas-generating electrical installation may contain a grate, which is connected with a vibrator by means of a rod.
Колосниковая решетка может быть выполнена кольцевой формы с боковой стенкой в форме усеченного конуса.The grate can be an annular shape with a frustoconical side wall.
Двигатель внутреннего сгорания может содержать систему выхлопа продуктов сгорания, в которой установлен каталитический дожигатель.An internal combustion engine may contain an exhaust system for combustion products in which a catalytic afterburner is installed.
Газогенераторная электроустановка может содержать трубопровод подачи дополнительного воздуха с вторым дополнительным ионизатором воздуха.The gas generator unit may contain additional air supply pipeline with a second additional air ionizer.
К газоводу через управляемый клапан присоединен аварийный дожигатель.An emergency afterburner is connected to the gas supply through a controlled valve.
Газогенераторная электроустановка может содержать второй трубопровод подачи дополнительного воздуха с третьим дополнительным ионизатором воздуха.The gas generator unit may contain a second pipeline for supplying additional air with a third additional air ionizer.
Сущность группы изобретений поясняется на чертежах фиг. 1…10, где:The essence of the group of inventions is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 10, where:
на фиг. 1 приведена основная схема энергоустановки,in fig. 1 shows the basic scheme of the power plant,
на фиг. 2 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами и одним теплообменником,in fig. 2 shows a power plant with two gas generators and one heat exchanger,
на фиг. 3 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами и двумя теплообменниками,in fig. 3 is a diagram of a power plant with two gas generators and two heat exchangers,
на фиг. 4 приведена схема управления энергоустановки,in fig. 4 shows the power plant control scheme,
на фиг. 5 приведена схема циклона встроенного в газогенератор,in fig. 5 is a diagram of a cyclone embedded in a gas generator,
на фиг. 6 приведен чертеж колосниковой решетки с вибратором,in fig. 6 is a drawing of a grate with a vibrator,
на фиг. 7 приведена схема питания высоким напряжением озонаторов, первый вариант,in fig. 7 shows the high voltage power supply circuit of ozonizers, the first option,
на фиг. 8 приведена схема питания высоким напряжением озонаторов, второй вариант,in fig. 8 shows the high voltage supply circuit of ozonizers, the second option,
на фиг. 9 приведена конструкция ворошителя,in fig. 9 shows the design of the agitator,
на фиг. 10 приведен рабочий орган ворошителя.in fig. 10 shows the working body of the agitator.
Обозначения, принятые в описании:Designations adopted in the description:
газогенератор 1,
двигатель внутреннего сгорания ДВС 2,internal combustion engine of
электрогенератор 3,
газовод 4,
система подачи топливо-воздушной смеси 5,air-to-air
наружный цилиндрический корпус 6,outer
средний цилиндрический корпус 7,middle
внутренний цилиндрический корпус 8,inner
внешний кольцевой зазор 9,outer
внутренний кольцевой зазор 10,internal
главная полость 11,
исходное сырье 12,
реактор 13,
первый нижний торец 14,first
центральное отверстие 15,
циклон 16,
внешняя поверхность 17,
ребра 18,
теплоизоляция 19.
второй нижний торец 20,second
третий нижний торец 21,third
колосниковая решетка 22,grate 22,
отверстия 23,
зола 24,
зольный отсек 25.
корпус 26,building 26,
полость 27,
устройство выгрузки 28,unloading
приемный бункер 29,receiving
механизм выгрузки 30,
первый привод 31.
основание 32.
верхний торец 33,
входное отверстие 34,
механизм загрузки 35,
второй привод 36,
внешняя поверхность 37,
коллектор 38,
внутренняя полость 39,
отверстия 40,
картер 41,
цилиндр 42,
поршень 43,
коленчатый вал 44.
электрические провода 45,
дроссельная заслонка 46,the
третий привод 47,
система выпуска отработанных газов 48.
теплообменник 49,
фильтр тонкой очистки 50,
регулятор расхода 51,
четвертый привод 52.
форсунка 53,
форсунка жидкого топлива 54,
система подачи жидкого топлива 55,liquid
система предварительной осушки 56,
трубопровод отбора выхлопных газов 57,
клапан отбора 58sampling
патрубок подачи воздуха 59,
свеча зажигания 60.
линия управления 61.
трубопровод подачи 62,
трубопровод отвода 63.
радиатор 64.
вентилятор 65,
пятый привод 66,
высоковольтный провод 67,
распределитель 68,
катушка зажигания 69,
низковольтные провода 70,
аккумулятор 71,
трубопровод сброса 72,
управляемый клапан 73,control
аварийный дожигатель 74,
каталитический дожигатель 75,
активатор топлива 76,
основной озонатор воздуха 77,
дополнительный озонатор 78,
трубопровод подачи дополнительного воздуха 79,additional
второй дополнительный озонатор воздуха 80.second
второй трубопровод подачи дополнительного воздуха 81,the second pipeline supplying
третий дополнительный озонатор воздуха 82.third
шток 83,
вибратор 84,
боковая стенка 86.
твердые частицы 86,
сужающаяся часть 87,tapering
расширяющаяся часть 88,the widening
цилиндрическая часть 89,
кольцевой коллектор 90,
полость коллектора 91,
отверстия 92,
система подачи воздуха 93,
вентиль 94,
компрессор 95,
регулируемый электрический привод 96,adjustable
регулятор частоты вращения 97,
насос 98,
регулируемый привод насоса 99,
регулятор привода 100,
нагрузка 101,
ваттметр 102,
амперметр 103,
вольтметр 104,
блок управления 105,
линия контроля 106,
контроллер датчиков 107,
газоанализатор 108,
датчик температуры газогенераторного газа 109,gas generator
датчик частоты вращения коленчатого вала 110,
датчик положения регулятора 111,
датчик положения дросселя 112.
корпус 113,
внешний электрод 114,
внутренний электрод 115,
осевой стержень 116,
перегородка 117,
окна 118,
шипы 119.spikes 119.
первый провод высокого напряжения 120,first
второй провод высокого напряжения 121,the second
источник высокого напряжения 122,
заземляющий провод 123,
заземление 124.grounding 124.
низковольтные провода 125,
управляемый реостат 126,guided
управляемый выключатель 127,controlled
система воспламенения 128,ignition system 128,
воспламенитель 129,
втулка 130,
энергетический блок 131,
энергопередающий канал 132.power transmission channel 132.
ворошитель 133,
рабочий орган 134,working
привод возвратно-поступательного движения 135.drive reciprocating
шток 136,
втулка 137,
уплотнение 138,seal 138,
кольцевой зазор 139,
диск 140.
центральное отверстие 141,
радиальные отверстии 142,
радиальные стержни 143,
сварочный шов 144.
Газогенераторная энергоустановка содержит (фиг. 1…10) газогенератор 1 и двигатель внутреннего сгорания ДВС - 2 с электрогенератором 3. Выход из газогенератора 1 газоводом 4 соединен с системой подачи топливо-воздушной смеси 5 в ДВС 2.The gas-generating power plant contains (Fig. 1 ... 10) the
Газогенератор 1 (фиг. 1) содержит три цилиндрических корпуса: наружный 6, средний 7 и внутренний 8. Цилиндрические корпуса 6…8, установленные концентрично друг другу с кольцевым зазорами внешним 9 и внутренним 10 между ними.The gas generator 1 (Fig. 1) contains three cylindrical shells: outer 6, middle 7 and inner 8.
Внутри внутреннего корпуса 8 образуется главная полость 11 для процесса горения и газификации исходного сырья 12. В главной полости 11 установлен реактор 13.Inside the
Внутренний корпус 8 не имеет нижнего днища, а вместо него в первом нижнем торце 14 выполнено центральное отверстие 15, которое сообщает главную полость 11 и внутренний кольцевой зазор 10.The
Во внутреннем кольцевом зазоре 10 образован циклон 16.A
На внешней поверхности 17 внутреннего цилиндрического корпуса 10 установлены ребра 18, выполненные под углом к оси симметрии газогенератора 1 - ОО.On the
Средний и внутренний цилиндрические корпуса 7 и 8, внутренний кольцевой зазор 10 и ребра 18 выполняют функцию системы предварительной очистки газогенераторного газа в виде циклона 16, выполненного внутри газогенератора 1.The middle and inner
Между наружной и средней цилиндрическими стенками 6 и 7 во внешнем зазоре 9 выполнена теплоизоляция 19.Between the outer and middle
Первый нижний торец 14 внутреннего цилиндрического корпуса 8 расположен на расстоянии Н от второго нижнего торца 20 среднего цилиндрического корпуса 7.The first
h=(0,05…0,10)Н0,h = (0.05 ... 0.10) H 0 ,
где h - осевой зазор,where h is the axial clearance,
Н0 - внутренняя высота среднего корпуса 7.H 0 - the internal height of the
На втором нижнем торце 20 среднего корпуса 7 установлена колосниковая решетка 22, в которой выполнены отверстия 23 для выхода золы 24 в зольный отсек 25. Зольный отсек 25 выполнен под колосниковой решеткой 22 и содержит корпус 26 и полость 27.At the second
Под зольным отсеком 25 выполнено устройство выгрузки золы 28 в приемный бункер 29 с механизмом выгрузки 30, имеющим первый привод 31, соединенным с механизмом выгрузки 30.Under the
Наружный цилиндрический корпус 6 закреплен на основании 32.The outer
На верхнем торце 33 газогенератора 1 выполнено входное отверстие 34 для загрузки исходного сырья 12. Оно содержит механизм загрузки 35 с вторым приводом 36, соединенным с механизмом загрузки 35.At the
В верхней части наружного цилиндрического корпуса 6 на его внешней поверхности 37 выполнен коллектор 38, внутренняя полость 39 которого отверстиями 40 для выхода горячего генераторного газа сообщается газоводом 4 с одной стороны - с внутренним кольцевым зазором 10, а с другой - соединен с системой подачи топливо-воздушной смеси 5 в ДВС 2. (фиг. 1)In the upper part of the outer
ДВС 2 содержит картер 41, по меньшей мере, один цилиндр 42 с поршнем 43 и коленчатый вал 44. Коленчатый вал 44 соединен с электрогенератором 3, от которого отведены электрические провода 45 к потребителям электрической энергии.The
ДВС 2 содержит систему подачи топливовоздушной смеси 5, которая содержит дроссельную заслонку 46 с четвертым приводом 47, соединенным с дроссельной заслонкой 46. Кроме того, ДВС 2 содержит систему выпуска отработанных газов 48.The
Газовод 4 соединен с входом в теплообменник 49, выход из которого соединен с фильтром тонкой очистки 50, а выход из фильтра тонкой очистки 50 через регулятор расхода 51 соединен с системой подачи топливовоздушной смеси 5. К регулятору расхода 51 присоединен четвертый привод 52. После регулятора расхода 51 установлена газовая форсунка 53, которая, в свою очередь, установлена в системе подачи топливовоздушной смеси 5.The
Около газовой форсунки 53 установлена форсунка жидкого топлива 54, соединенная с системой подачи жидкого топлива 55. Кроме того, предусмотрена система предварительной осушки 56 исходного сырья 12 и трубопровод отбора выхлопных газов 57, вход которого соединен с системой выпуска отработанных газов 48, а выход - с системой предварительной осушки 56. Трубопровод отбора выхлопных газов 57 содержит клапан отбора 58.A
К наружному цилиндрическому корпусу 6 присоединен патрубок подачи воздуха 59 (или кислорода), который через средний цилиндрический корпус 7 и внутренний цилиндрический корпус 8 сообщается с главной полостью 11.An air supply pipe 59 (or oxygen) is connected to the outer
ДВС 2 содержит свечу зажигания 60. К первому приводу 31 и второму приводу 36 присоединены линии управления 61. К теплообменнику 49 трубопроводами подачи и отвода 62 и 63 присоединен радиатор 64. Около радиатора 64 установлен вентилятор 65 с пятым приводом 65 для охлаждения циркулирующей воды (антифриза).The
К свече зажигания 60 подсоединен выход высоковольтного провода 67, соединенный с распределителем 68, который соединен с катушкой зажигания 69, которая соединена низковольтными проводами 70 аккумулятором 71.To the
Колосниковая решетка 22 при помощи штока 83 соединена с вибратором 84. Колосниковая решетка 22 имеет боковую стенку 85 в форме усеченного конуса для сбора твердых частиц 86 (фиг. 1, и 5). Зола 24 собирается в зольном отсеке 25.The
К газоводу 4 присоединен трубопровод сброса 72 с клапаном 73 после которого установлен аварийный дожигатель 74 (фиг. 1The
На выходе из системы выпуска отработанных газов 48 из ДВС 22 установлен каталитический дожигатель 75 (фиг. 1), предназначенный для постоянного дожигания NOx и других вредных веществ.A catalytic afterburner 75 (FIG. 1) is installed at the outlet of the
Выхлопы ДВС могут значительно навредить атмосфере. Но наиболее эффективное средство нейтрализации вредных веществ: каталитический дожигатель выхлопных газов.Exhaust ICE can significantly harm the atmosphere. But the most effective means of neutralizing harmful substances: catalytic exhaust afterburner.
Каталитический дожигатель предназначен для преобразования вредных веществ в менее вредные до их выхода из выхлопной системы автомобиля.Catalytic afterburner is designed to convert harmful substances into less harmful ones before they exit the vehicle's exhaust system.
Каталитический дожигатель имеет огромное значение. Выбросы двигателя включают следующие вещества:Catalytic afterburner is of great importance. Engine emissions include the following substances:
Газообразный азот (N2) - воздух на 78% состоит из азота, и большая его часть проходит через двигатель.Gaseous nitrogen (N 2 ) - air is 78% nitrogen and most of it passes through the engine.
Углекислый газ (CO2) - один из продуктов сгорания. Углерод, содержащийся в топливе, связывается с кислородом из воздуха.Carbon dioxide (CO 2 ) is one of the products of combustion. The carbon contained in the fuel is bound to oxygen from the air.
Пары воды (Н2О) - еще один продукт сгорания. Водород, содержащийся в топливе, связывается с кислородом из воздуха.Water vapor (H 2 O) is another combustion product. The hydrogen contained in the fuel is bound to oxygen from the air.
По большей части, эти выбросы не являются вредными, хотя считается, что углекислый газ способствует глобальному потеплению. В связи с тем, что процесс сгорания протекает в неидеальных условиях, двигатель также производит небольшое количество вредных выбросов. Каталитический дожигатель предназначен для их нейтрализации следующих веществ:For the most part, these emissions are not harmful, although carbon dioxide is believed to contribute to global warming. Due to the fact that the combustion process takes place in non-ideal conditions, the engine also produces a small amount of harmful emissions. Catalytic afterburner is designed to neutralize the following substances:
Угарный газ (СО) - ядовитый газ без цвета и запаха.Carbon monoxide (CO) is a poisonous gas with no color or odor.
Углеводороды или летучие органические соединения (ЛОС) образуются из испарений несгоревшего топлива и приводят к возникновению смога.Hydrocarbons or volatile organic compounds (VOCs) are formed from the fumes of unburned fuel and cause smog.
Оксиды азота (NO и N02 или их общее обозначение NOx) приводят к образованию смога и кислотных дождей, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на слизистые оболочки.Nitrogen oxides (NO and NO2 or their generic term NOx) lead to the formation of smog and acid rain, which can adversely affect the mucous membranes.
Каталитический дожигатель имеет простую конструкцию: он содержит наполненные в корпусе керамику и катализатор: тонкий слой платины.The catalytic afterburner has a simple construction: it contains ceramics filled in the housing and a catalyst: a thin layer of platinum.
На газоводе 4 перед газовой форсункой 53 установлен активатор топлива 76, а в системе подвода воздуха 59 установлен основной озонатор воздуха 77.In the
Активатор топлива 76 может быть магнитный, электрический или электромагнитный.The
Для работы озонаторов нужен источник высокого напряжения, который будет подробно описан далее.For ozonizers, a high voltage source is needed, which will be described in detail later.
В системе подвода воздуха 4 в двигатель внутреннего сгорания 2 установлен дополнительный озонатор 78.In the system for supplying
Двигатель внутреннего сгорания 2, как упомянуто ранее, содержит систему выхлопа продуктов сгорания, в которой установлен каталитический дожигатель 75. Установка содержит трубопровод подачи дополнительного воздуха 79 с вторым дополнительным озонатором воздуха 80.The
К газоводу 4 присоединен через управляемый клапан 73 аварийный дожигатель 74.Emergency after-
Газогенераторная электроустановка может содержать, подсоединенный на входе в аварийный дожигатель 74, второй трубопровод подачи дополнительного воздуха 81 с третьим дополнительным озонатором воздуха 82.The gas-generating electrical installation may contain, connected at the entrance to the emergency after-
на фиг. 2 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами 1 и одним теплообменником 49.in fig. 2 shows a diagram of a power plant with two
на фиг. 3 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами 1 и двумя теплообменниками 49.in fig. 3 is a diagram of a power plant with two
Газогенераторная электроустановка оборудована системой подачи воздуха 93 в газогенератор 1. Система подачи воздуха 93 включает вентиль 94, компрессор 95, регулируемый электрический привод 96, соединенный с ним. Регулируемый электрический привод 96 соединен с выходом из регулятора частоты вращения 97.The gas generator unit is equipped with an
Газогенераторная электроустановка оборудована системой охлаждения газогенераторного газа в состав которой входит теплообменник 49, радиатор 64 и трубопроводы подачи 62 и отвода 63, предназначенные для циркуляции воды (антифриза).The gas-generating electrical installation is equipped with a gas-generating gas cooling system which includes a
В трубопроводе отвода 63 установлен насос 98. К насосу 98 присоединен регулируемый привод насоса 99. К входу в регулируемый привод насоса 99 присоединен выход из регулятора привода 100.A
Генераторная электроустановка подключена к нагрузке 101. На входе в нагрузку 101 установлены ваттметр 102, амперметр 103 и вольтметр 104 для контроля вырабатываемой мощности.The generator electrical installation is connected to the
На фиг. 4 приведена схема управления энергоустановки, которая содержит блок управления 105, к которому линией контроля 106 присоединен контроллер датчиков 107, к которому линиями контроля 106 присоединены все датчики:FIG. 4 shows a control circuit of a power plant, which contains a
- газоанализатор 108, установленный на выходе из каталитического дожигателя 75,-
- датчик температуры газогенераторного газа 109, установленный на выходе из теплообменника 50,- gas generator
- датчик частоты вращения коленчатого вала 110, установленный на коленчатом вале 44 ДВС 2 для контроля работы ДВС 2 при запуске, останове и на основном режиме,- a
- датчик положения регулятора 111, установленный на регуляторе расхода 51,- the position sensor of the
- датчик положения дросселя 112, установленный на дросселе заслонки 46.- the
На фиг. 5 приведена более детально конструкция циклона 16, для предварительной очистки газогенераторного газа 1 и реактора 13.FIG. 5 shows in more detail the construction of the
На фиг. 1 приведена схема установки с аварийным дожиганием генераторного газа. Эта схема содержит трубопровод сброса 67, присоединенный к газоводу 4, установленный в нем управляемый клапан 68, и после него - аварийный дожигатель 69,FIG. 1 is a diagram of the installation with emergency post-combustion generator gas. This scheme contains a
В системе выпуска отработанных газов 48 установлен постоянно работающий каталитический дожигатель 70 (фиг. 1).In the
На фиг. 6 приведена более детально конструкция колосниковой решетки 22 и механизма ее встряхивания в виде соединенного штоком 83 с колосниковой решеткой 22 вибратора 84. Колосниковая решетка 22 содержит боковую стенку 85, выполненную в виде усеченного конуса на которой собираются твердые частицы 86.FIG. 6 shows in more detail the design of the
Реактор 13 имеет следующую конструкцию (фиг. 5). Он выполнен в форме сопла Лаваля и содержит сужающаяся часть 87, расширяющаяся часть 88, и расположенную между ними цилиндрическую часть 89. Концентрично цилиндрическая части 89 выполнен кольцевой коллектор 90.The
Полость коллектора 91 отверстиями 92 соединена с патрубком подачи воздуха 59.The cavity of the
Газогенераторная энергоустановка (фиг. 1) содержит блок управления 105, к которому линией контроля 106 присоединен выход из контроллера датчиков 107.The gas-generating power plant (Fig. 1) contains a
Газогенераторная электроустановка содержит датчики:Gas-generating electrical installation contains sensors:
- газоанализатор 108, установленный на выходе из каталитического дожигателя 75,-
- датчик температуры газогенераторного газа 109, установленный на выходе из теплообменника 49,- gas generator
- датчик частоты вращения коленчатого вала 110,-
- датчик положения регулятора 111,-
- датчик положения дросселя 112.- The
Выходы из датчиков: газоанализатора 108, датчика температуры газогенераторного газа 109, датчик частоты вращения коленчатого вала 110, датчика положения регулятора 111 и датчик положения дросселя 112 линиями контроля 106 соединены с входами в контроллер датчиков 107 (фиг. 1 и 5).The outputs from the sensors:
На фиг. 7 приведена подробная схема дополнительного ионизатора 78 и его энергоснабжения высоковольтным электрическим током, (конструкция других озонаторов - аналогичная).FIG. 7 shows a detailed diagram of the
Основной ионизатор воздуха 77 содержит корпус ИЗ из диэлектрического материала, внешний электрод 114, выполненный из металла в форме цилиндра, внутренний электрод 115, выполненный из металла в виде втулки, одетой на осевой стержень 116, также выполненный из метала, радиальную перегородку 117 из диэлектрического материала с окнами 118 для прохода воздуха. На внешней поверхности внутреннего электрода 115 выполнены шипы 119 для интенсификации генерирования озона.The
Первый провод высокого напряжения 120 и второй провод высокого напряжения 121 соединяют электроды 114 и 115 с источником высокого напряжения 122. Заземляющий провод 124 соединяет первый провод высокого напряжения 110 с заземлением 124.The first
К входу в источник высокого напряжения 123 присоединены низковольтные провода 125. В линии одного из низковольтных проводов 125 установлен регулируемый потенциометр 126 и регулируемый выключатель 127.Low-
На фиг. 8 приведена схема питания высоким напряжением озонаторов 77, 78, 80 и 82 (фиг. 1), второй вариант. Каждый ионизатор из приведенных ранее 77, 78, 80 и 82 имеет свой источник высокого напряжении 122.FIG. 8 shows the high voltage supply circuit of
Газогенераторная энергоустановка содержит систему воспламенения 128, содержащую в свою очередь воспламенитель 129, установленный во втулке 130, проходящей через цилиндрические корпуса 6…8, энергетический блок 131 и энергопередающий канал 132, соединяющий энергетический блок 131 и воспламенитель 129. В качестве воспламенителя 129 может быть использована лазерная свеча зажигания.The gas-generating power installation contains an ignition system 128, containing in turn the
На фиг. 9 приведен детальный чертеж ворошителя 133. Ворошитель 133 содержит рабочий орган 134, привод возвратно-поступательного движения 135 и соединяющий их шток 136. Шток 136 проходит через втулку 137. Втулка 137 проходит через цилиндрические корпуса 6…8. Шток 136 уплотнен уплотнениями 138, размещенными в кольцевом зазоре 139,FIG. 9 shows a detailed drawing of the
Рабочий орган 134 (фиг. 10) содержит диск 140, центральное отверстие 141, радиальные отверстия 142 в нем, в которых установлены радиальные стержни 143 и приварены сварочными швами 144. Оптимальное количество радиальных стержней 143 от 3-х до 6-ти.The working body 134 (FIG. 10) contains a
Оптимальная длина 1 радиального стержня 143 выбирается из соотношения:The optimal length of 1
L=(0,25…0,5) D,L = (0.25 ... 0.5) D,
где:Where:
L - длина радиального стержня 143,L is the length of the
D - внутренний диаметр внутреннего цилиндрического корпуса 8.D is the inner diameter of the inner
При меньшем размере длины радиального стержня 143 он обрушивает свод исходного сырья менее чем на половине поперечного сечения внутреннего цилиндрического корпуса 8. При большей длине радиального стержня 143 рабочий орган 143 не вмещается в главной полости 11 (фиг. 9 и 10) и не имеет возможности возврат но поступательного движения.With a smaller size of the length of the
Устройство работает следующим образом (фиг. 1…10).The device works as follows (Fig. 1 ... 10).
Загружают исходное сырье 12 (фиг. 1) через механизм загрузки 35 в главную полость 11. По команде с блока управления 105 воспламеняют исходное сырье 12 при помощи воспламенителя 129. Для этого энергию (в случае применения лазерной свечи зажигания - световую) с энергетического блока 131 по энергопередающему каналу 132 передают на воспламенитель 129.The
Установка воспламенителя 129 частично во втулке 130 и частично вне газогенератора 1 обеспечивает его защиту от перегрева. Возможно охлаждение воспламенителя 129 воздухом или жидкостью (водой)Installing the
Газогенераторная энергоустановка содержит систему воспламенения 128, содержащую в свою очередь воспламенитель 129, установленный во втулке 130, проходящей через цилиндрические корпуса 6…8, энергетический блок 131 и энергопередающий канал 132, соединяющий энергетический блок 131 и воспламенитель 129. В качестве воспламенителя 129 может быть использована лазерная свеча зажигания.The gas-generating power installation contains an ignition system 128, containing in turn the
В газогенератор 1 подают воздух через систему подачи воздуха 88 от вентилятора 90, через открытый вентиль 94 и через патрубок подачи воздуха 59.In the
Воздух предварительно озонируют в основном озонаторе воздуха 77. Исходное сырье 12 сгорает при недостатке воздуха и образуется генераторный газ с температурой 1200…1300°C. Процесс синтеза газогенераторного газа идет при температуре от 1000 до 1300°C. Предпочтительно поддерживать температуру около 1300°C. При более низкой температуре газогенераторный газ не образуется в достаточном объеме.The air is pre-ozonized in the
Газогенераторный газ поступает во внутренний кольцевой зазор 10, где на ребрах 16 (фиг. 1 и 5) закручивается и центробежные силы отбрасывают твердые частицы 86 на периферию и они по наклонным боковой стенке 85 колосниковой решетки 22 через отверстия 23 вместе с золой 24 сбрасываются в зольный отсек 25.The gas-generating gas enters the inner
Управление режимом горения в газогенераторе с целью получения максимальной мощности на выходе из электрогенератора 3 осуществляют следующим образом:The control mode of combustion in the gas generator in order to obtain maximum power at the outlet of the
По команде с блока управления 105 на регулятор частоты вращения 97 последний подает сигнал на увеличение частоты вращения регулятора частоты вращения 97. т.е. производительности компрессора 95.On command from the
Количество вырабатываемого газогенераторного газа естественно увеличивается и пропорционально увеличивается вырабатываемая газогенераторной электроустановкой мощность, что регистрирует ваттметр 102.The amount of produced gas-generating gas naturally increases and the power generated by the gas-generating electrical installation increases proportionally, which is recorded by the
Однако при очень большом расходе воздуха полнота сгорания исходного сырья 12 в газогенераторе 1 чрезмерно увеличивается, а как известно газогенераторный газ (синтез-газ) образуется при недостатке воздуха. Калорийность газогенераторного газа уменьшается и регистрируемая ваттметром 102 мощность уменьшается. Процесс увеличения расхода воздуха прекращают.However, with a very large air flow rate, the completeness of the combustion of the
Полученный газогенераторный газ сжигают в ДВС 2. При образовании газогенераторного газа в газогенераторе 1 и сжигании его в ДВС 2 образуется значительное количество окислов азота NOx и других вредных примесей. Чем выше температура процесса процесса, тем больше содержание NOx.The resulting gas generator is burned in the
Окислы азота NOx постоянно сжигаются в каталитическом дожигателе 5(фиг. 1) и при необходимости - в аварийном дожигателе 74, например при выходе из строя ДВС 2.Nitrogen oxides NOx are constantly burned in the catalytic afterburner 5 (Fig. 1) and, if necessary, in the
При всех изменениях режима работы газогенератора 1 и ДВС 2 постоянно контролируют выброс вредных веществ при помощи газоанализатора 108 и принимают меры используя воздействие на источник высокого напряжения 122 (или источники высокого напряжения 122).With all the changes in the mode of operation of the
Работа источника высокого напряжения 110 и озонаторовThe work of the
Основной озонатор 77 (и все другие озонаторы 78, 80 и 82) как упомянуто ранее. Имеет внешний электрод 114, выполненный из металла в форме цилиндра и внутренний электрод 115, выполненный из металла в виде втулки, одетой на осевой стержень 116, также вьшолненный из метала. При работе между внешним 114 и внутренним 115 электродами возникает разряд, который вызывает озонирование, т.е. получение из кислорода О2 озона О3.The main ozonizer 77 (and all
Так как окислительные свойства озона примерно в 200 раз выше, чем у кислорода, то его применение в газогенераторе 1, ДВС 2, в аварийном дожигателе 75 и в каталитическом дожигателе 74 приводит к значительному (на порядок) уменьшению выброса вредных веществ.Since the oxidative properties of ozone are about 200 times higher than that of oxygen, its use in
Шипы 119 на внутреннем электроде 115 (фиг. 7 и 8) способствуют более интенсивному образованию озона.The
Первый провод высокого напряжения 120 и второй провод высокого напряжения 121 соединяют электроды 114 и 115 с источником высокого напряжения 122. Заземляющий провод 123 соединяет первый провод высокого напряжения 120 с заземлением 124.The first
К входу в источник высокого напряжения 122 присоединены низковольтные провода 108. В линии одного из низковольтных проводов 108 установлен регулируемый потенциометр 125 и управляемый выключатель 127. При помощи регулируемого выключателя 110 включают озонаторы, а при помощи управляемого реостата 126 регулируют режим их работы (напряжение питания озонаторов). На фиг. 7 приведен общий источник высокого напряжения 122 для всех озонаторов 77, 78, 80 и 82.Low-
Возможна схема (фиг. 8) с применением четырех источников высокого напряжения 122 для каждого озонатора 77, 78, 80 и 82 свой - источник высокого напряжения 122.Possible scheme (Fig. 8) with the use of four sources of
На практике напряжение питания на озонаторах увеличивают до тех пор, пока уменьшение эмиссии вредных веществ в системе выхлопа продуктов сгорания 48 не прекратится. Процесс контролирует блок управления 105, используя показания газоанализатора 108 (фиг. 1). Весь процесс контроля и управления выполняет блок управления 105 (фиг. 1) используя разработанное программное обеспечение.In practice, the supply voltage on the ozonizers is increased until the decrease in the emission of harmful substances in the exhaust system of
При этом количество NOx и др. вредных веществ в выхлопных газах уменьшается по сравнению с известными аналогами в несколько раз. Контроль за работой всех систем установки осуществляют при помощи датчиков (фиг. 1 и 4):At the same time, the amount of NOx and other harmful substances in the exhaust gases decreases by several times in comparison with the known analogues. Monitoring the operation of all installation systems is carried out using sensors (Fig. 1 and 4):
газоанализатор 108,
датчик температуры газогенераторного газа 109,gas generator
датчик частоты вращения коленчатого вала 110,
датчик положения регулятора 11,
датчик положения дросселя 112.
Осуществляют контроль работы газогенераторной энергоустановки и в зависимости от показаний этих датчиков при помощи блока управления 105, с которого подают сигналы на привода 31, 36, 47, 52, 65, управляемый клапан 73, вибратор 84 (фиг. 1), управляемый реостат 126 и управляемый выключатель 127 (фиг. 1 и 7).Depending on the readings of these sensors, the gas generator power plant is monitored using the
При применении схемы с двумя и более ДВС 2 (на фиг. 1…8 такой вариант не показан), один из ДВС 2 может быть отключен для профилактики.When applying the scheme with two or more internal combustion engines 2 (in Fig. 1 ... 8, this option is not shown), one of the
В случае аварийной ситуации, например, при применении одного ДВС 2 и его отказе, или одновременном отказе всех ДВС 2 газогенератор 1 продолжает еще несколько часов работать и вырабатывать газогенераторный газ. Его нельзя сбрасывать в атмосферу, так как в нем содержится много окислов азота - NOx и других вредных веществ. Это может привести к ухудшению экологии окружающей среды.In the event of an emergency, for example, with the use of one
Чтобы этого не произошло, открывают управляемый клапан 68 и газогенераторный газ сжигают в аварийном дожигателе 74.To avoid this, open the controlled
Контроль за экологическим состоянием газогенераторной энергоустановки, как упомянуто ранее, осуществляют постоянно при помощи газоанализатора 91 и при превышении концентрации одного из вредных веществ корректируют работу ДВС 2 или меняют каталитический дожигатель 75 (фиг. 1).Monitoring the ecological state of the gas generator power plant, as mentioned earlier, is carried out continuously using a
Работа ворошителяThe work of the agitator
При горении исходного сырья 12 в верхней части главной полости 11 периодически образуется свод исходного сырья 12 и процесс горения замедляется. Скорость образования газогенераторного газа тоже снижается.When burning the
Для обрушения свода исходного сырья 12 периодически подают с блока управления 105 сигнал (фиг. 9) на привод возвратно-поступательного движения 135, который через шток 136 приводит в возвратно-поступательное рабочий орган 134. Шток 136 проходит через втулку 137. Втулка 137 проходит насквозь в главную полость 11 через цилиндрические корпуса 6…8. Это исключит утечку газогенераторного газа, содержащего вредные вещества в атмосферу. Рабочий орган 134 (фиг. 10), содержащий диск 140 с установленными на нем радиальными стержнями 143 обрушивает свод выгоревшего исходного сырья 12. Это значительно ускорит горение в газогенераторе 1 и увеличит скорость выработки газогенераторного газа.For the collapse of the roof of the
В результате можно получить максимальную мощность, на выходе электрогенератора при обеспечении предельно-допустимой концентрации вредных веществ в выхлопных газах за счет применения ворошителя, интенсифицирующего процесс горения и выработки газогенераторного газа придания рабочему органу 134 ворошителя 133 возвратно-поступательного движения с большой амплитудой при помощи привода возвратно-поступательного движения 135 и за счет эффективной формы рабочего органа 134, а именно наличия нескольких (от 3 до 6 радиальных стержней 143 достаточно большой длины).As a result, the maximum power can be obtained at the output of the electric generator while ensuring the maximum permissible concentration of harmful substances in exhaust gases through the use of a agitator, which intensifies the combustion process and generation of gas-generating gas, giving the working
Применение группы изобретений позволило:The use of a group of inventions allowed:
1. Обеспечение розжига и горения при применении исходного сырья высокой влажности, при обеспечении предельно-допустимой концентрации вредных веществ в выхлопных газах за счет применения системы предварительной осушки выхлопными газами от ДВС и эффективного ворошителя с применением возвратно-поступательного движения рабочего органа, имеющего несколько радиальных стержней достаточно большой длины.1. Ensuring ignition and combustion when using raw materials of high humidity, while ensuring the maximum permissible concentration of harmful substances in exhaust gases through the use of a preliminary drying system with exhaust gases from the internal combustion engine and an effective agitator with the use of reciprocating motion of the working body having several radial rods long enough.
2. Получить максимальную мощность на выходе электрогенератора при обеспечении предельно-допустимой концентрации вредных веществ в выхлопных газах за счет применения ворошителя, интенсифицирующего процесс горения и выработки газогенераторного газа.2. Get the maximum power output of the generator while ensuring the maximum permissible concentration of harmful substances in exhaust gases through the use of a tedder, which intensifies the combustion process and the production of gas-generating gas.
3. Значительно снизить эмиссию вредных веществ в атмосферу за счет применения активатора топлива и ионизаторов воздуха на входе в газогенератор и ДВС и в воздушных системах, применяемых для улучшения работы каталитического и аварийного дожигателей.3. Significantly reduce the emission of harmful substances into the atmosphere through the use of a fuel activator and air ionizers at the entrance to the gas generator and the internal combustion engine and in air systems used to improve the work of catalytic and emergency burners.
4. Обеспечить полную автоматизацию работы установки, содержащей газогенератор и ДВС на бытовых отходах любых ТБО за счет блока управления, контроллера датчиков, датчиков наиболее важных параметров и приводов на загрузке, выгрузке и системах управления режимом работы газогенератора и ДВС.4. To ensure full automation of the installation, containing the gas generator and the internal combustion engine on household waste of any solid waste through the control unit, sensor controller, most important parameters sensors and drives for loading, unloading and control systems of the gas generator and the internal combustion engine.
5. Повысить КПД электроустановки за счет повышения температуры сгорания генераторного газа и уменыпенияотдачи тепла в атмосферу.5. To increase the efficiency of electrical installation by increasing the combustion temperature of the generator gas and reducing heat transfer to the atmosphere.
6. Уменьшить вредное воздействие на экологию окружающей среды за счет уменьшения выброса вредных веществ в атмосферу. Это достигнуто применением каталитического и аварийного дожигателей.6. Reduce the environmental impact of the environment by reducing the emission of harmful substances into the atmosphere. This is achieved by using catalytic and emergency burners.
5. Снизить входящую в ДВС температуру газогенераторного газа для обеспечения его работы применением теплообменника и радиатора.5. To reduce the gas-generating gas temperature entering the internal combustion engine to ensure its operation by using a heat exchanger and a radiator.
6. Повысить надежность работы и снизить расходы на сервисное обслуживание ДВС за счет:6. To increase the reliability of work and reduce the cost of servicing the engine through:
- снижения содержания смол и негорючих примесей в генераторном газе при его очистке в три стадии: предварительной очистки, тонкой очистки и химической очистки в дожигателях,- reducing the content of resins and non-combustible impurities in the generator gas during its cleaning in three stages: pre-treatment, fine cleaning and chemical cleaning in the afterburners,
- дожигания вредных веществ в каталитическом дожигателе,- afterburning of harmful substances in the catalytic afterburner,
- возможности профилактического ремонта одного из нескольких ДВС,- the possibility of preventive maintenance of one of several internal combustion engines,
- дожигания газогенераторного газа в аварийном дожигателе, который может иметь также, как и каталитический дожигатель, катализатор для нейтрализации вредных веществ.- afterburning of gas-generating gas in an emergency afterburner, which may, like the catalytic afterburner, have a catalyst for neutralizing harmful substances.
Claims (32)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128092A RU2693342C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128092A RU2693342C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2693342C1 true RU2693342C1 (en) | 2019-07-02 |
Family
ID=67252181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018128092A RU2693342C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693342C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199402U1 (en) * | 2020-01-17 | 2020-08-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (ФГАОУ ВО СФУ) | DUAL MODE GAS GENERATOR |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU8797A1 (en) * | 1924-01-19 | 1924-09-15 | Г.П. Рубцов | Gas generator |
US4059076A (en) * | 1975-04-21 | 1977-11-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method and apparatus for generating reformed gas containing hydrogen and carbon monoxide from hydrocarbon fuel |
US4282835A (en) * | 1979-07-02 | 1981-08-11 | Wm. D. Peterson & Associates | Internal combustion engine with gas synthesizer |
US4476818A (en) * | 1982-09-03 | 1984-10-16 | Conoco Inc. | Constant air feed alcohol dissociation process for automobiles |
RU2336296C2 (en) * | 2003-09-16 | 2008-10-20 | Анкер Ярл ЯКОБСЕН | Method and unit to recover synthesis gas from biomass |
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 |
EP2952713A1 (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-09 | Yanmar Co., Ltd. | Biomass gas-fired engine |
-
2018
- 2018-07-31 RU RU2018128092A patent/RU2693342C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU8797A1 (en) * | 1924-01-19 | 1924-09-15 | Г.П. Рубцов | Gas generator |
US4059076A (en) * | 1975-04-21 | 1977-11-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method and apparatus for generating reformed gas containing hydrogen and carbon monoxide from hydrocarbon fuel |
US4282835A (en) * | 1979-07-02 | 1981-08-11 | Wm. D. Peterson & Associates | Internal combustion engine with gas synthesizer |
US4476818A (en) * | 1982-09-03 | 1984-10-16 | Conoco Inc. | Constant air feed alcohol dissociation process for automobiles |
RU2336296C2 (en) * | 2003-09-16 | 2008-10-20 | Анкер Ярл ЯКОБСЕН | Method and unit to recover synthesis gas from biomass |
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 |
EP2952713A1 (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-09 | Yanmar Co., Ltd. | Biomass gas-fired engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199402U1 (en) * | 2020-01-17 | 2020-08-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (ФГАОУ ВО СФУ) | DUAL MODE GAS GENERATOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102359729B (en) | Method and system for jointly and circularly generating electricity by gasifying municipal garbage at high temperature | |
CN100529529C (en) | Process and its device for clean burning and value gaining burning of solid fuel | |
CN201875725U (en) | RDF (Refuse Derived Fuel) gasification combustion furnace for converting domestic and medical garbage into fuel | |
AU4656393A (en) | Combustion of sulfur-bearing, carbonaceous materials | |
CN112050221A (en) | Waste incineration system with pyrolysis gasification | |
CN103534462A (en) | Gasifier power plant and management of wastes | |
CN202253665U (en) | Solid waste incineration and high-temperature gasification combined system | |
RU2693342C1 (en) | Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant | |
CN201521947U (en) | Biomass fuel combustion system reconstructed from industrial coal-fired boiler | |
CN212565792U (en) | Waste incineration system with pyrolysis gasification | |
RU2683064C1 (en) | Gas generator-power plant | |
CN100494654C (en) | Urban domestic garbage burning, gasification and generation device | |
RU2683065C1 (en) | Method of managing the operation mode of a gas-generator electrical installation and a gas-generator electric installation | |
RU2693961C1 (en) | Gas generator electric plant | |
RU2712321C1 (en) | Operating method of gas generator plant and gas generator plant | |
RU2683066C1 (en) | Method of launching gas generator electric plant and gas generator plant | |
CN104588399B (en) | A kind of device of garbage disposal cogeneration | |
RU2527214C1 (en) | Method and plant for oil shale processing | |
RU2693343C1 (en) | Gas generator | |
RU2692585C1 (en) | Gas generator | |
RU2695555C1 (en) | Gas generator | |
RU2686240C1 (en) | Gas generator | |
CN2585051Y (en) | Rotary furnace type town refuse pyrolysing gasification burning treatment device | |
CN101709878B (en) | Rotary kiln refuse incinerator and method for eliminating harmful gas generated from incinerated refuse | |
RU163027U1 (en) | DISPOSAL AND HEAT GENERATING INSTALLATION |