RU2693961C1 - Gas generator electric plant - Google Patents

Gas generator electric plant Download PDF

Info

Publication number
RU2693961C1
RU2693961C1 RU2018126562A RU2018126562A RU2693961C1 RU 2693961 C1 RU2693961 C1 RU 2693961C1 RU 2018126562 A RU2018126562 A RU 2018126562A RU 2018126562 A RU2018126562 A RU 2018126562A RU 2693961 C1 RU2693961 C1 RU 2693961C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
generator
gas generator
outlet
internal combustion
Prior art date
Application number
RU2018126562A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2018126562A priority Critical patent/RU2693961C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2693961C1 publication Critical patent/RU2693961C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06Continuous processes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/08Plants characterised by the engines using gaseous fuel generated in the plant from solid fuel, e.g. wood
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used in households, farms and industry. Essence of the invention consists in the fact that the gas generator plant contains a gas generator consisting of a housing, a loading device and an unloading device, as well as a gas generator gas purification system to the outlet of which the gas duct inlet is connected. Its outlet is connected via heat exchanger to inlet of ICE fuel-air mixture supply system, crankshaft of which is connected to electric generator. According to the invention, the gas-generator gas cleaning system comprises a preliminary gas cleaning system made in the form of a cyclone located inside the gas generator. Plant is equipped with control unit, to which monitoring controller is connected, as well as gas analyzer, gas generator gas temperature sensor, shaft rotation frequency transducer, controller position sensor and throttle position sensor. Outputs of sensors are connected to inputs to sensor controller by control lines.
EFFECT: technical result is complete automation of operation and cleaning of gas-generator gas and exhaust gases of internal combustion engine (ICE), which is part of power plant.
6 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, а именно к двигателям, работающим на газообразном топливе, генерируемом при сжигании твердых бытовых отходов - ТБО.The invention relates to the field of energy, and in particular to engines operating on gaseous fuel generated during the combustion of 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 C10J 3/32, C10J 3/40, C10J 3/68.

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 'supplying steam to the regeneration zone, a lid and a reversible drive installed on it and a suction pipe with a pipe leveler, with a paddle tedder of the raw material and with Formation at the free end of the pipe tuyeres to supply water vapor from the accumulation area couple in the primary feedstock gasification zone.

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°С 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°С, 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 to the maximum possible synthesis temperature in the regeneration zone, 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 piston 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 C10j3/20, 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, IPC C10j3 / 20, publ. 25/04/1979, which consists in supplying heat, air, and water vapor to the reaction chamber loaded with carbon-containing fuel, where, as a result of the interaction of the components, a generating gas is formed. The resulting gas is purified from tar and non-combustible impurities and fed into the power supply system of the internal combustion engine.

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 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 №1325173, IPC F02D 43/08, publ. 07.23.1983

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, IPC F02B 43/08, publ. 12.20.1997, the prototype.

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,

Недостаток относительно низкий КПД двигателя внутреннего сгорания из-за низкой калорийности генераторного газа.The disadvantage of the relatively low efficiency of the internal combustion engine due to the low calorie gas generator.

Задачами создания изобретения являются полная автоматизация работы и очистки газогенераторного газа и выхлопных газов ДВС, входящего в состав газогенераторной электроустановки.The objectives of the invention are the full automation of work and purification of gas-generating gas and exhaust gases of the internal combustion engine, which is part of the gas-generating electrical installation.

Достигнутые технические результаты - полная автоматизация работы установки и повышение степени очистки газогенераторного газа и выхлопных газов ДВС.Achieved technical results - full automation of the installation and increase the degree of purification of gas-generating gas and exhaust gases of the internal combustion engine.

Решение указанных задач достигнуто в газогенераторной электроустановке, содержащей газогенератор, содержащий, содержащий в свою очередь, корпуса, загрузочное устройство и устройство выгрузки, систему очистки газогенераторного газа к выходу которой присоединен вход газовода, выход которого.подключен через теплообменник к входу в систему подачи топливовоздушной смеси, по меньшей мере, одного двигателя внутреннего сгорания, коленчатый вал которого соединен с электрогенератором, тем, что система очистки газогенераторного газа содержит систему предварительной газоочистки, выполненную в виде циклона внутри газогенератора, газогенераторная установка оборудована блоком управления к которому линией контроля присоединен контроллер датчиков, и датчиками:The solution of these problems is achieved in a gas generator electrical installation containing a gas generator containing, in turn, enclosures, a loading device and an unloading device, a gas generator gas purification system to the outlet of which the gas outlet is connected, the outlet of which is connected through the heat exchanger to the inlet of the air-fuel mixture , at least one internal combustion engine, the crankshaft of which is connected to an electric generator, in that the gas-generating gas purification system contains a preliminary gas cleaning system, made in the form of a cyclone inside the gas generator, the gas generator installation is equipped with a control unit to which a sensor controller is connected by a control line, and sensors:

- газоанализатором, установленным на выходе из каталитического дожигателя,- gas analyzer installed at the outlet of the catalytic afterburner,

- датчиком температуры газогенераторного газа, установленный на выходе из- temperature sensor gas generator, installed at the outlet of

теплообменника,heat exchanger

- датчиком частоты вращения коленчатого вала, установленный на коленчатом валу ДВС для контроля работы ДВС при запуске, останове и на основном режиме,- a crankshaft speed sensor mounted on the engine crankshaft for monitoring the operation of the engine during start-up, shutdown and in the main mode,

- датчиком положения регулятора, установленным на регуляторе,- the regulator position sensor installed on the regulator,

- датчиком положения дросселя, установленным на дросселе, выхода из датчиков: линиями контроля соединены с входами в контроллер датчиков.- a throttle position sensor installed on the throttle, the output from the sensors: the control lines are connected to the inputs to the sensor controller.

Нижний торец внутренней цилиндрической стенки может быть расположен на расстоянии h от нижнего торца средней стенки на расстоянии, определяемом из соотношения:The lower end of the inner cylindrical wall can be located at a distance h from the lower end of the middle wall at a distance determined from the relationship:

h=(0,05…0,10)Но,h = (0.05 ... 0.10) But,

где h - осевой зазор,where h is the axial clearance,

Н0 - внутренняя высота среднего корпуса.H 0 - the internal height of the middle case.

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.

все ДВС содержат систему выхлопа продуктов сгорания, в которой установлен каталитический дожигатель.All ICEs contain a combustion system exhaust system in which a catalytic afterburner is installed.

К газоводу может быть подсоединен через управляемый клапан аварийный дожигатель.An emergency afterburner can be connected to the gas supply through a controlled valve.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг. 1…8, где:The invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 8, 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 энергоустановки с двумя газогенераторами и одним теплообменником,in fig. 4 shows a power plant with two gas generators and one heat exchanger,

на фиг. 5 приведена схема управления энергоустановки,in fig. 5 is a diagram of the power plant control,

на фиг. 6 приведена схема энергоустановки с одним газогенератором и двумя двигателями внутреннего сгорания,in fig. 6 is a diagram of a power plant with one gas generator and two internal combustion engines,

на фиг. 7 приведена схема циклона встроенного в газогенератор,in fig. 7 is a diagram of a cyclone embedded in a gas generator,

на фиг. 8 приведен чертеж колосниковой решетки с вибратором.in fig. 8 is a drawing of a grate with a vibrator.

Обозначения, принятые в описании:Designations adopted in the description:

газогенератор 1,gas generator 1,

двигатель внутреннего сгорания ДВС 2,internal combustion engine of internal combustion engine 2,

электрогенератор 3,electric generator 3,

газовод 4,gas outlet 4,

система подачи топливовоздушной смеси 5,air fuel supply system 5,

наружный цилиндрический корпус 6,outer cylindrical housing 6,

средний цилиндрический корпус 7,middle cylindrical body 7,

внутренний цилиндрический корпус 8,inner cylindrical housing 8,

внешний кольцевой зазор 9,outer annular gap 9,

внутренний кольцевой зазор 10,internal annular gap 10,

главная полость 11,main cavity 11,

исходное сырье 12,feedstock 12,

реактор 13,reactor 13,

первый нижний торец 14,first bottom end 14,

центральное отверстие 15,central hole 15,

циклон 16,cyclone 16,

внешняя поверхность 17,outer surface 17,

ребра 18,ribs 18,

теплоизоляция 19.heat insulation 19.

второй нижний торец 20,second bottom end 20,

третий нижний торец 21,third lower end 21,

колосниковая решетка 22,grate 22,

отверстия 23,holes 23,

зола 24,ash 24,

зольный отсек 25.ash compartment 25.

корпус 26,building 26,

полость 27,cavity 27,

устройство выгрузки 28,unloading device 28,

приемный бункер 29,receiving hopper 29,

механизм выгрузки 30,unloading mechanism 30,

первый привод 31.first drive 31.

основание 32.base 32.

верхний торец 33,upper end 33,

входное отверстие 34,inlet 34,

механизм загрузки 35,loading mechanism 35,

второй привод 36,second drive 36,

внешняя поверхность 37,outer surface 37,

коллектор 38,collector 38,

внутренняя полость 39,internal cavity 39,

отверстия 40,holes 40,

картер 41,sump 41,

цилиндр 42,cylinder 42,

поршень 43,piston 43,

коленчатый вал 44.crankshaft 44.

электрические провода 45,electrical wires 45,

дроссельная заслонка 46,the throttle valve 46,

третий привод 47,third drive 47,

система выпуска отработанных газов 48.exhaust system 48.

теплообменник 49,heat exchanger 49,

фильтр тонкой очистки 50,fine filter 50,

регулятор расхода 51,flow regulator 51,

четвертый привод 52.fourth drive 52.

форсунка 53,nozzle 53,

патрубок подачи воздуха 54,air supply pipe 54,

свеча зажигания 55.spark plug 55.

линия управления 56.control line 56.

трубопровод подачи 57,supply line 57,

трубопровод отвода 58.outlet pipeline 58.

радиатор 59.radiator 59.

вентилятор 60,fan 60,

пятый привод 61,fifth drive 61,

высоковольтный провод 62,high voltage wire 62,

распределитель 63,distributor 63,

катушка зажигания 64,ignition coil 64,

низковольтные провода 65,low voltage wires 65,

аккумулятор 66,battery 66,

трубопровод сброса 67,discharge pipe 67,

управляемый клапан 68,controlled valve 68,

аварийный дожигатель 69,emergency afterburner 69,

каталитический дожигатель 70,catalytic afterburner 70,

шток 71,rod 71,

вибратор 72,vibrator 72,

боковая стенка 73. твердые частицы 74,side wall 73. solid particles 74,

сужающаяся часть 75,tapering part 75,

расширяющаяся часть 76,expanding part 76,

цилиндрическая часть 77,cylindrical part 77,

кольцевой коллектор 78,ring collector 78,

полость коллектора 79,collector cavity 79,

отверстия 80,holes 80,

блок управления 81,control unit 81,

линия контроля 82control line 82

контроллер датчиков 83,sensor controller 83,

газоанализатор 84,gas analyzer 84,

датчик температуры газогенераторного газа 85,gas generator gas temperature sensor 85,

датчик частоты вращения коленчатого вала 86,crankshaft speed sensor 86,

датчик положения регулятора 87,Regulator position sensor 87,

датчик положения дросселя 88.throttle position sensor 88.

Газогенераторная энергоустановка содержит (фиг. 1…8) 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 ... 8) the gas generator 1 and the internal combustion engine of the internal combustion engine - 2 with an electric generator 3. The outlet from the gas generator 1 by the gas guide 4 is connected to the system for supplying the fuel-air mixture 5 in the internal combustion engine 2.

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. Cylindrical shells 6 ... 8, mounted concentrically to each other with an annular gap of outer 9 and inner 10 between them.

Внутри внутреннего корпуса 8 образуется главная полость 11 для процесса горения и газификации исходного сырья 12. В основной полости 11 установлен реактор 13.Inside the inner housing 8, a main cavity 11 is formed for the combustion process and gasification of the raw material 12. A reactor 13 is installed in the main cavity 11.

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 inner housing 8 does not have a bottom bottom, and instead of it, a central opening 15 is made in the first lower end 14, which communicates the main cavity 11 and the inner annular gap 10.

Во внутреннем кольцевом зазоре 10 образован циклон 16.A cyclone 16 is formed in the inner annular gap 10.

На внешней поверхности 17 внутреннего цилиндрического корпуса 10 установлены ребра 18, выполнебнные под углом к оси симметрии газогенератора 1 - ОО.On the outer surface 17 of the inner cylindrical body 10, fins 18 are mounted, which are designed at an angle to the axis of symmetry of the gas generator 1 - OO.

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 cylindrical body 7 and 8, the inner annular gap 10 and the ribs 18 perform the function of a system for pre-cleaning of the gas-generating gas in the form of a cyclone 16, made inside the gas generator 1.

Между наружной и средней цилиндрическими стенками 6 и 7 во внешнем зазоре 9 выполнена теплоизоляция 19.Between the outer and middle cylindrical walls 6 and 7 in the outer gap 9, thermal insulation 19 is made.

Первый нижний торец 14 внутреннего цилиндрического корпуса 8 расположен на расстоянии Н от второго нижнего торца 20 среднего цилиндрического корпуса 7.The first lower end 14 of the inner cylindrical body 8 is located at a distance H from the second lower end 20 of the middle cylindrical body 7.

h=(0,05…0,10)Но,h = (0.05 ... 0.10) But,

где h - осевой зазор,where h is the axial clearance,

Н0 - внутренняя высота среднего корпуса 7.H 0 - the internal height of the middle housing 7.

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 lower end 20 of the middle housing 7, an grate 22 is installed, in which holes 23 are made to allow ash 24 to enter the ash compartment 25. The ash compartment 25 is made under the grate 22 and includes a housing 26 and a cavity 27.

Под зольным отсеком 25 выполнено устройство выгрузки золы 28 в приемный бункер 29 с механизмом выгрузки 30, имеющим первый привод 31.Under the ash compartment 25, a device for unloading ash 28 into a receiving bin 29 with an unloading mechanism 30 having a first drive 31 is made.

Наружный цилиндрический корпус 6 закреплен на основании 32.The outer cylindrical housing 6 is fixed on the base 32.

На верхнем торце 33 газогенератора 1 выполнено входное отверстие 34 для загрузки исходного сырья 12. Оно содержит механизм загрузки 35 и вторым приводом 36.At the upper end 33 of the gas generator 1 made the inlet 34 for loading the raw material 12. It contains the loading mechanism 35 and the second actuator 36.

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 с одной стороны - с внутренним кольцевым зазором 10 а с другой - соединен с системой подачи топливо-воздушной смеси в 5 ДВС 2. (фиг. 1)In the upper part of the outer cylindrical housing 6 on its outer surface 37 is a collector 38, the internal cavity 39 of which with openings 40 for the output of the hot generator gas communicates on one side — with the internal annular gap 10 and on the other is connected to the air-fuel mixture supply system 5 ICE 2. (Fig. 1)

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 internal combustion engine 2 comprises a crankcase 41, at least one cylinder 42 with a piston 43 and a crankshaft 44. The crankshaft 44 is connected to an electric generator 3, from which electrical wires 45 are retracted to electrical consumers.

ДВС 2 содержит систему подачи топливовоздушной смеси 5, которая содержит дроссельную заслонку 46 с третьим приводом 47.The internal combustion engine 2 contains a supply system of the air-fuel mixture 5, which contains the throttle valve 46 with the third drive 47.

Кроме того, ДВС 2 содержит систему выпуска отработанных газов 48.In addition, the internal combustion engine 2 contains the exhaust system 48.

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 привод 52. После регулятора расхода 51 установлена форсунка 53.Gasovod 4 is connected to the entrance to the heat exchanger 49, the output of which is connected to the fine filter 50, and the output of the fine filter 50 through the flow regulator 51 is connected to the air-fuel mixture supply system 5. The drive 52 is connected to the flow regulator 51. After the flow regulator 51 nozzle 53 is installed.

К наружному цилиндрическому корпусу 6 присоединен патрубок подачи воздуха 54 (или кислорода).To the outer cylindrical housing 6 is connected to the air supply pipe 54 (or oxygen).

ДВС 2 содержит свечу зажигания 55. К первому приводу 31 и второму приводу 36 присоединены линии управления 56. К теплообменнику 49 трубопроводами подачи и отвода 57 и 58 присоединен радиатор 59. Около него установлен вентилятор 60 с пятым приводом 61.The internal combustion engine 2 contains a spark plug 55. To the first actuator 31 and the second actuator 36, control lines 56 are attached. A heat exchanger 59 is connected to the heat exchanger 49 by supply and exhaust pipes 57 and 58. A fan 60 with a fifth actuator 61 is installed near it.

К свече зажигания 55 подсоединен выход высоковольтного провода 62, соединенный с распределителем 63, который соединен с катушкой зажигания 64, которая соединена низковольтным проводом 665 с аккумулятором 66.To the spark plug 55 is connected to the output of the high-voltage wire 62, connected to the distributor 63, which is connected to the ignition coil 64, which is connected by a low-voltage wire 665 to the battery 66.

Колосниковая решетка 22 при помощи штока 71 соединена с вибратром 72. Колосниковая решетка 22 имеет боковую стенку 73 в форме усеченного конуса для сбора твердых частиц 74 (фиг. 1, 5 и 6). Зола 24 собирается в зольном отсеке 25.The grate 22 is connected by a rod 71 to a vibrating ram 72. The grate 22 has a truncated cone-shaped side wall 73 for collecting solid particles 74 (Figs. 1, 5 and 6). Ash 24 is collected in the ash compartment 25.

На выходе из системы выпуска отработанных газов 48 из ДВС 22 установлен каталитический дожигатель 70 (фиг.1), предназначенный для дожигания NOx.At the outlet of the exhaust system 48 of the internal combustion engine 22, a catalytic afterburner 70 (FIG. 1) is installed for the after-burning of NOx.

Выхлопы ДВС могут больше навредить атмосфере. Но наиболее эффективное средство нейтрализации вредных веществ каталитический дожигатель выхлопных газов. Каталитический дожигатель предназначен для преобразования вредных веществ в менее вредные до их выхода из выхлопной системы автомобиля.Exhaust ICE can damage the atmosphere more. But the most effective means of neutralizing harmful substances is catalytic exhaust gas burner. Catalytic afterburner is designed to convert harmful substances into less harmful ones before they exit the vehicle's exhaust system.

Каталитический дожигатель имеет очень простую конструкцию и огромное значение. Выбросы двигателя включают следующие вещества:Catalytic afterburner has a very simple design and 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 (N2) - 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 (CO2) is one of the products of combustion. The carbon contained in the fuel is bound to oxygen from the air.

Пары воды (H2O) - еще один продукт сгорания. Водород, содержащийся в топливе, связывается с кислородом из воздуха.Water vapor (H2O) 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: Угарный газ (СО) - ядовитый газ без цвета и запаха. Углеводороды или летучие органические соединения (ЛОС) образуются из испарений несгоревшего топлива и приводят к возникновению смога. Оксиды азота (NO и NO2 или их общее обозначение NOx) приводят к образованию смога и кислотных дождей, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на слизистые оболочки.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. A catalytic afterburner is designed to neutralize them: Carbon monoxide (CO) is a poisonous gas with no color or odor. Hydrocarbons or volatile organic compounds (VOCs) are formed from the fumes of unburned fuel and cause smog. Nitrogen oxides (NO and NO2, or their generic term NOx) lead to the formation of smog and acid rain, which can adversely affect 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.

Возможны несколько вариантов компоновки газогенераторной энергоустановки.There are several options for the layout of the gas generator power plant.

На фиг. 2 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами 1 и с одним теплообменником 49.FIG. 2 is a diagram of a power plant with two gas generators 1 and one heat exchanger 49.

На фиг. 3 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами 1 и двумя теплообменниками 49,FIG. 3 is a diagram of a power plant with two gas generators 1 and two heat exchangers 49,

на фиг. 4 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами 1 и двумя двигателями внутреннего сгорания ДВС 2,in fig. 4 is a diagram of a power plant with two gas generators 1 and two internal combustion engines of an internal combustion engine 2,

На фиг. 5 приведена схема управления энергоустановки, которая содержит блок управления 81 к которому линией контроля 82 присоединен контроллер датчиков 83, к которому линиями контроля 82 присоединены все датчики:FIG. 5 shows a control circuit of a power plant, which contains a control unit 81 to which, by a control line 82, a sensor controller 83 is connected, to which all sensors are connected to a control line 82:

- газоанализатор 84, установленный на выходе из каталитического дожигателя 70,- gas analyzer 84, installed at the outlet of the catalytic afterburner 70,

- датчик температуры газогенераторного газа 85, установленный на выходе из теплообменника 49,- gas generator gas temperature sensor 85, installed at the exit of the heat exchanger 49,

- датчик частоты вращения коленчатого вала 86, установленный на коленчатом вале 44 ДВС 2 для контроля работы ДВС 2 при запуске, останове и на основном режиме,- a crankshaft speed sensor 86 mounted on the crankshaft 44 of the internal combustion engine 2 to monitor the operation of the internal combustion engine 2 at start-up, shutdown and in the main mode,

- датчик положения регулятора 87, установленный на регуляторе расхода 51,- the position sensor of the regulator 87, mounted on the flow regulator 51,

- датчик положения дросселя 88, установленный на дросселе заслонки 46.- the throttle position sensor 88 mounted on the throttle valve 46.

На фиг. 6 приведена схема энергоустановки с одним газогенератором и двумя двигателями внутреннего сгорания,FIG. 6 is a diagram of a power plant with one gas generator and two internal combustion engines,

На фиг. 7 приведена более детально конструкция циклона 16, для предварительной очистки газогенераторного газа 1.FIG. 7 shows in more detail the construction of the cyclone 16, for the preliminary purification of gas-generating gas 1.

Приведено обоснование оптимальности осевого зазора h.The rationale for the optimality of the axial clearance h.

Второй нижний торец 20 внутреннего цилиндрического корпуса 8 расположен на расстоянии h от второго нижнего торца 20 среднего цилиндрического корпуса 7.The second lower end 20 of the inner cylindrical body 8 is located at a distance h from the second lower end 20 of the middle cylindrical body 7.

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 цилиндрического корпуса 7.H 0 - the internal height of the middle cylindrical housing 7.

При Но меньше 0,05 Н0 затрудняется сброс золы и шлака, а при h больше 0.1 Но необоснованно увеличивается осевой габарит газогенератора, т.к. все основные процессы синтеза газа и его очистки идут выше первого нижнего торца 14 и центрального отверстия 15 в главной полости 11.When But less than 0.05 H 0 the discharge of ash and slag becomes difficult, and when h is greater than 0.1, But the axial envelope of the gas generator increases unreasonably all the basic processes of gas synthesis and cleaning go above the first lower end 14 and the central hole 15 in the main cavity 11.

На фиг. 1 и 6 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 and 6 is a diagram of the installation with emergency afterburning of the generator gas. This scheme contains a discharge pipe 67, connected to the gas line 4, a controlled valve 68 installed in it, and after it an emergency after-burner 69,

В системе выпуска отработанных газов 48 установлен каталитический дожигатель 70 (фиг. 1).In the exhaust system 48, a catalytic afterburner 70 is installed (FIG. 1).

На фиг. 8 приведена более детально конструкция колосниковой решетки 22 и механизма ее встряхивания в виде вибратора 72 соединенного штоком 71 с колосниковой решеткой 22. Колосниковая решетка 22 содержит боковую стенку 73, выполненную в виде усеченного конуса на которой собираются твердые частицы 74.FIG. 8 shows in more detail the design of the grate 22 and its shaking mechanism in the form of a vibrator 72 connected by a rod 71 to the grate 22. The grate 22 contains a side wall 73, made in the form of a truncated cone on which solid particles 74 are assembled.

Реактор 13 имеет следующую конструкцию. Он выполнен в форме сопла Лаваля и содержит сужающаяся часть 75, расширяющаяся часть 76, и расположенную между ними цилиндрическую часть 77. Концентрично цилиндрическая часть 77 выполнен кольцевой коллектор 78,The reactor 13 has the following construction. It is made in the form of a Laval nozzle and contains a tapering part 75, an expanding part 76, and a cylindrical part 77 located between them. The concentrically cylindrical part 77 is an annular manifold 78,

Полость коллектора 79 отверстиями 80 соединена с патрубком подачи воздуха 54. Газогенераторная энергоустановка (фиг. 1) содержит блок управления 81, к которому линией контроля 82 присоединен выход из контроллера датчиков 83. Газогенераторная электроустановка содержит датчики:The cavity of the collector 79 by holes 80 is connected to the air supply pipe 54. The gas-generating power plant (Fig. 1) contains a control unit 81, to which a control line 82 connects the output from the sensor controller 83. The gas-generating electrical installation contains sensors:

- газоанализатор 84, установленный на выходе из каталитического дожигателя 70,- gas analyzer 84, installed at the outlet of the catalytic afterburner 70,

- датчик температуры газогенераторного газа 85, установленный на выходе из теплообменника 49,- gas generator gas temperature sensor 85, installed at the exit of the heat exchanger 49,

- датчик частоты вращения коленчатого вала 86,- crankshaft speed sensor 86,

- датчик положения регулятора 87,- positioner regulator 87,

- датчик положения дросселя 88.- throttle position sensor 88.

Выходы из датчиков: газоанализатора 84, датчика температуры газогенераторного газа 85, датчик частоты вращения коленчатого вала 86, датчика положения регулятора 87 и датчик положения дросселя 88 линиями контроля 82 соединены с входами в контроллер датчиков 83 (фиг. 1 и 5).The outputs from the sensors: gas analyzer 84, gas generator gas temperature sensor 85, crankshaft speed sensor 86, regulator position sensor 87 and throttle position sensor 88 are connected to sensor controller inputs 83 by means of control lines 82 (Fig. 1 and 5).

Устройство работает следующим образом (фиг. 1…8).The device works as follows (Fig. 1 ... 8).

Загружают исходное сырье 12 (фиг. 1) через механизм загрузки 35 главную полость 11. Воспламеняют исходное сырье 12 (система воспламенения на фиг. 1…6 не показана).The feedstock 12 is loaded (FIG. 1) through the loading mechanism 35 of the main cavity 11. The feedstock 12 is ignited (the ignition system in FIGS. 1 ... 6 is not shown).

Исходное сырье 12 сгорает при недостатке воздуха и образуется генераторный газ с температурой 1200…1300°С.The feedstock 12 is burned with a lack of air and a generating gas with a temperature of 1200 ... 1300 ° C is formed.

Процесс синтеза газогенераторного газа идет при температуре от 1200 до 1300°С.The process of synthesis of the gas generator is at a temperature of from 1200 to 1300 ° C.

Предпочтительно поддерживать температуру около 1300°С.It is preferable to maintain the temperature around 1300 ° C.

При более низкой температуре газогенераторный газ не образуется в достаточном объеме.At a lower temperature, the gas generating gas is not formed in sufficient volume.

Газогенераторный газ поступает во внутренний кольцевой зазор 10, где на ребрах 16 (фиг. 1 и 4) закручивается и центробежные силы отбрасывают твердые частицы 70 на периферию и оно по наклонным боковой стенке 73 колосниковой решетки 22 через отверстия 23 вместе с золой 24 сбрасываются в зольный отсек 25.The gas-generating gas enters the inner annular gap 10, where the ribs 16 (Fig. 1 and 4) twists and centrifugal forces throw solid particles 70 to the periphery and it is thrown into the ash through the inclined side wall 73 of the grate 22 compartment 25.

Полученный газогенераторный газ сжигают в ДВС 2. Применение двух и более ДВС 2 позволяет делать профилактический ремонт одного из ДВС 2, не останавливая процесс газификации в газогенераторе 1 (фиг. 4).The resulting gas generator is burned in the internal combustion engine 2. The use of two or more internal combustion engines 2 allows you to do preventive maintenance of one of the internal combustion engines 2, without stopping the gasification process in the gas generator 1 (Fig. 4).

При образовании газогенераторного газа в газогенераторе 1 и сжигании его в ДВС 2 образуется значительное количество окислов азота NOx.When a gas-generating gas is formed in the gas generator 1 and burned in the internal combustion engine 2, a significant amount of nitrogen oxides NOx is formed.

Чем выше температура процесса, тем больше содержание NOx.The higher the process temperature, the greater the NOx content.

Окислы азота NOx сжигаются в каталитическом дожигателе 70 (фиг. 1).Nitrogen oxides NOx are burned in catalytic afterburner 70 (FIG. 1).

При этом количество NOx в выхлопных газах уменьшается более, чем в несколько раз.At the same time, the amount of NOx in exhaust gases decreases by more than several times.

При помощи датчиков (фиг. 7)Using sensors (Fig. 7)

газоанализатор 84.gas analyzer 84.

датчик температуры газогенераторного газа 85,gas generator gas temperature sensor 85,

датчик частоты вращения коленчатого вала 86,crankshaft speed sensor 86,

датчик положения регулятора 87,Regulator position sensor 87,

датчик положения дросселя 88.throttle position sensor 88.

осуществляют контроль работы газогенераторной энергоустановки и в зависимости от их показаний с блока управления 66 подают сигналы на привода 31, 36, 47, 52, 61 и управляемый клапан 68 и вибратор 72.they monitor the operation of the gas generator power plant and, depending on their readings, from the control unit 66, send signals to the actuator 31, 36, 47, 52, 61 and the controlled valve 68 and the vibrator 72.

При применении схемы с двумя и более ДВС 2 (на фиг. 6 приведена схема энергоустановки с одним газогенератором 1 и двумя двигателями внутреннего сгорания 2) один из ДВС 2 может быть отключен для профилактики.When using a circuit with two or more internal combustion engines 2 (Fig. 6 shows a diagram of a power plant with one gas generator 1 and two internal combustion engines 2) one of the internal combustion engines 2 can be turned off for prevention.

В случае аварийной ситуации, например, при применении одного ДВС 2 или 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 и NOx и других вредных веществ. Это приведет к ухудшению экологии окружающей среды.In the event of an emergency, for example, when using one internal combustion engine 2 or the failure of all internal combustion engines 2, the gas generator 1 continues to work for a few more hours and to produce gas-generating gas. It cannot be discharged into the atmosphere, as it contains many oxides of nitrogen and NOx and other harmful substances. This will lead to a deterioration of the ecology of the environment.

Чтобы этого не произошло, открывают управляемый клапан 68 и газогенераторный газ сжигают в аварийном дожигателе 69.To prevent this from happening, open the controlled valve 68 and the gas-generating gas is burned in the emergency burner 69.

Контроль за экологическим состоянием газогенераторной энергоустановки осуществляют постоянно при помощи газоанализатора 84 и при превышении концентрации одного из вредных веществ корректируют работу ДВС 2 или меняют каталитический дожигатель 70 (фиг. 1).Monitoring the ecological state of the gas generator power plant is carried out continuously using a gas analyzer 84 and, if the concentration of one of the harmful substances is exceeded, the operation of the internal combustion engine 2 is adjusted or the catalytic after-heater 70 is changed (FIG. 1).

Применение изобретения позволило:The use of the invention allowed:

1. Обеспечить полную автоматизацию работы установки, содержащей газогенератор и ДВС на бытовых отходах любых ТБО.1. To provide full automation of the installation, containing a gas generator and the internal combustion engine on household waste of any solid waste.

2. Повысить КПД электроустановки за счет повышения температуры сгорания генераторного газа.2. To increase the efficiency of electrical installation by increasing the combustion temperature of the generator gas.

3. Уменьшить вредное воздействие на экологию окружающей среды за счет уменьшении выброса вредных веществ в атмосферу. Это достигнуто применением каталитического дожигателя.3. Reduce the environmental impact of the environment by reducing the emission of harmful substances into the atmosphere. This is achieved by using a catalytic afterburner.

4. Снизить входящую в ДВС температуру газогенераторного газа для обеспечения его работы применением теплообменника и радиатора.4. To reduce the gas-generating gas temperature entering the internal combustion engine to ensure its operation by using a heat exchanger and a radiator.

5.Повысить надежность работы и снизить расходы на сервисное обслуживание ДВС за счет:5. 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 (14)

1. Газогенераторная электроустановка, содержащая газогенератор, содержащий корпус, загрузочное устройство и устройство выгрузки, систему очистки газогенераторного газа, к выходу которой присоединен вход газовода, выход которого подключен через теплообменник к входу в систему подачи топливовоздушной смеси, по меньшей мере один двигатель внутреннего сгорания, коленчатый вал которого соединен с электрогенератором, отличающаяся тем, что система очистки газогенераторного газа содержит систему предварительной газоочистки, выполненную в виде циклона внутри газогенератора, при этом газогенератор выполнен из трех корпусов - внешнего, среднего и внутреннего - с кольцевыми зазорами между ними, при этом внешний кольцевой зазор заполнен теплоизоляционным материалом, во внутреннем кольцевом зазоре выполнен циклон предварительной газоочистки, который содержит входной кольцевой канал в нижней части и выходной коллектор с выходными отверстиями в верхней части, сообщающими внутренний кольцевой зазор с полостью выходного коллектора, которая газоводом соединена с входом в систему подачи топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, а на внутреннем корпусе с внешней стороны выполнены ребра, которые установлены под углом к продольной оси установки, газогенераторная установка оборудована блоком управления, к которому линией контроля присоединен контроллер датчиков, и датчиками:1. Gas-generating electrical installation containing a gas generator, comprising a housing, a loading device and an unloading device, a gas-generating gas purification system, to the outlet of which a gas outlet is connected, the outlet of which is connected through an heat exchanger to the entrance to the air-fuel mixture supply system, the crankshaft of which is connected to an electric generator, characterized in that the gas-generating gas purification system contains a preliminary gas cleaning system, made in Idea of the cyclone inside the gas generator, while the gas generator is made of three buildings - external, middle and internal - with annular gaps between them, while the external annular gap is filled with thermal insulating material; a preliminary gas cleaning cyclone is made in the internal annular gap, which contains an input annular channel in the lower parts and outlet collector with outlet openings in the upper part, communicating the internal annular gap with the cavity of the outlet collector, which is connected to the system entrance by a gas conductor supplying fuel ratio of the internal combustion engine, and on the inner casing from the outer side formed ribs which are mounted at an angle to the longitudinal axis of the apparatus, gas generator equipped with a control unit to which is connected a controller control line sensors, and the sensors: - газоанализатором, установленным на выходе из каталитического дожигателя,- gas analyzer installed at the outlet of the catalytic afterburner, - датчиком температуры газогенераторного газа, установленным на выходе из теплообменника,- gas generator gas temperature sensor installed at the exit of the heat exchanger, - датчиком частоты вращения коленчатого вала, установленным на коленчатом валу ДВС для контроля работы ДВС при запуске, останове и на основном режиме,- a crankshaft rotational speed sensor mounted on the engine crankshaft for monitoring the operation of the engine during start, stop and in the main mode, - датчиком положения регулятора, установленным на регуляторе,- the regulator position sensor installed on the regulator, - датчиком положения дросселя, установленным на дросселе,- throttle position sensor mounted on the throttle, при этом выходы из датчиков линиями контроля соединены с входами в контроллер датчиков.however, the outputs from the sensors by the control lines are connected to the inputs to the sensor controller. 2. Газогенераторная электроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что нижний торец внутренней цилиндрической стенки расположен на расстоянии h от нижнего торца средней стенки, определяемом из соотношения:2. Gas generator installation under item 1, characterized in that the lower end of the inner cylindrical wall is located at a distance h from the lower end of the middle wall, determined from the relation: h=(0,05…0,10) Н0, где h - осевой зазор,h = (0.05 ... 0.10) H 0 , where h is the axial clearance, Н0 - внутренняя высота среднего корпуса.H 0 - the internal height of the middle case. 3. Газогенераторная электроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит колосниковую решетку, которая при помощи тяги соединена с вибратором.3. Gas generator installation under item 1, characterized in that it contains a grate, which is connected with a vibrator by means of a rod. 4. Газогенераторная электроустановка по п. 3, отличающаяся тем, что колосниковая решетка выполнена кольцевой формы с боковой стенкой в форме усеченного конуса.4. Gas-generating electrical installation according to claim 3, characterized in that the grate is made of annular shape with a side wall in the shape of a truncated cone. 5. Газогенераторная электроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что все двигатели внутреннего сгорания содержат систему выхлопа продуктов сгорания, в которой установлен каталитический дожигатель.5. Gas-generating electrical installation according to claim 1, characterized in that all internal combustion engines contain an exhaust system of combustion products, in which a catalytic afterburner is installed. 6. Газогенераторная электроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что к газоводу присоединен через управляемый клапан аварийный дожигатель.6. Gas-generating electrical installation according to claim 1, characterized in that an emergency afterburner is connected to the gas supply through a controlled valve.
RU2018126562A 2018-07-18 2018-07-18 Gas generator electric plant RU2693961C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126562A RU2693961C1 (en) 2018-07-18 2018-07-18 Gas generator electric plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126562A RU2693961C1 (en) 2018-07-18 2018-07-18 Gas generator electric plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693961C1 true RU2693961C1 (en) 2019-07-08

Family

ID=67251847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018126562A RU2693961C1 (en) 2018-07-18 2018-07-18 Gas generator electric plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693961C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2582712A (en) * 1947-05-17 1952-01-15 Standard Oil Dev Co Fluidized carbonization of solids
US4200438A (en) * 1977-09-20 1980-04-29 Projektierung Chemische Verfahrenstechnik Gmbh Gasification of solid fuel
WO2000015738A1 (en) * 1998-09-11 2000-03-23 Metallgesellschaft Ag Reactor for gasifying granular fuels that form a fixed bed
RU2333929C1 (en) * 2007-02-26 2008-09-20 Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) Method and device for hard fuel gasification
RU2359011C1 (en) * 2008-02-27 2009-06-20 Валерий Григорьевич Лурий Method of solid fuel conversion and installation to this end (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2582712A (en) * 1947-05-17 1952-01-15 Standard Oil Dev Co Fluidized carbonization of solids
US4200438A (en) * 1977-09-20 1980-04-29 Projektierung Chemische Verfahrenstechnik Gmbh Gasification of solid fuel
WO2000015738A1 (en) * 1998-09-11 2000-03-23 Metallgesellschaft Ag Reactor for gasifying granular fuels that form a fixed bed
RU2333929C1 (en) * 2007-02-26 2008-09-20 Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) Method and device for hard fuel gasification
RU2359011C1 (en) * 2008-02-27 2009-06-20 Валерий Григорьевич Лурий Method of solid fuel conversion and installation to this end (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102359729B (en) Method and system for jointly and circularly generating electricity by gasifying municipal garbage at high temperature
JP4889176B2 (en) Method and apparatus for burning solid fuel, especially solid waste
CN1900590A (en) Process and its device for clean burning and value gaining burning of solid fuel
CN112050221A (en) Waste incineration system with pyrolysis gasification
RU2693342C1 (en) Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant
RU2683064C1 (en) Gas generator-power plant
RU2693961C1 (en) Gas generator electric plant
RU2683065C1 (en) Method of managing the operation mode of a gas-generator electrical installation and a gas-generator electric installation
CN100494654C (en) Urban domestic garbage burning, gasification and generation device
CN104588399B (en) A kind of device of garbage disposal cogeneration
CN202048565U (en) Biomass particle gasifying combustor
RU2693343C1 (en) Gas generator
RU2692585C1 (en) Gas generator
RU2686240C1 (en) Gas generator
RU2527214C1 (en) Method and plant for oil shale processing
RU2695555C1 (en) Gas generator
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
CN212565792U (en) Waste incineration system with pyrolysis gasification
RU163027U1 (en) DISPOSAL AND HEAT GENERATING INSTALLATION
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
RU91409U1 (en) INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID DOMESTIC WASTE
RU2313725C2 (en) Power installation
RU2137038C1 (en) Device for generation of steam in burning carbon-containing material and gas generator with rotating fluidized bed