RU2695555C1 - Gas generator - Google Patents
Gas generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695555C1 RU2695555C1 RU2018128091A RU2018128091A RU2695555C1 RU 2695555 C1 RU2695555 C1 RU 2695555C1 RU 2018128091 A RU2018128091 A RU 2018128091A RU 2018128091 A RU2018128091 A RU 2018128091A RU 2695555 C1 RU2695555 C1 RU 2695555C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- generator
- grate
- gas generator
- outlet
- Prior art date
Links
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
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
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 running on gaseous fuel generated by the burning of solid household 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.Wastes from production and consumption are among 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 bring huge savings in fossil fuels and provide heat and electricity to residential areas and industrial enterprises. In this regard, the creation of new enterprises for the disposal and disposal of waste is one of the urgent state tasks.
Как известно, углеводородное топливо постоянно дорожает. Кроме того, его природные ресурсы исчерпаемы и могут закончиться через 40…50 лет.As you know, hydrocarbon fuel is constantly becoming more expensive. In addition, its natural resources are exhaustible and may 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 Regulation No. 609 “On requirements for the emission of harmful (polluting) substances” by automotive vehicles issued in the territory of the Russian Federation, 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 to both vehicles manufactured at domestic plants and all vehicles imported into the country from abroad: both new and used; both for personal purposes 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.Currently, 5 waste incineration plants are operated in Russia, the volume of disposal and disposal of solid waste at which is negligible and does not exceed 3% of the total amount of waste (for comparison: there are more than 50 such plants in Germany alone). In this regard, it is extremely urgent to build incinerators using modern technologies, providing for the combination of the most complete use of the energy potential of solid waste with the environmental safety of the process.
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 burning solid waste 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 fossil fuels, nitrogen oxides make the main contribution to the total toxicity index 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 variety of toxic components contained in them, they can be neutralized only when exposed to a complex of technological measures, as well as chemical and physicochemical cleaning methods. Therefore, there is a need to equip waste incinerators with multi-stage gas purification systems that reduce the content of various pollutants in 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 solid waste is the variable composition of the fuel, as a result of which there is a continuous change in combustion parameters. This, in turn, causes significant fluctuations in the concentrations of toxic components in flue gases and, as a consequence, insufficiently reliable operation of the treatment 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.The constant tightening of the requirements for gas emissions of heat power units, which include waste 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 for the development and application of technologies that provide high efficiency and stable indicators for the cleaning of flue gases generated during 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 objective of the invention: the development of a fully automated device for burning garbage and integrated cleaning of flue gases generated during the combustion of gas generator gas in an internal combustion engine. Exclusion of the emission of gas generated by the combustion of solid household waste gas into the atmosphere during emergency and off-schedule conditions.
Наиболее затруднительна очистка от оксидов азота. Очистка от твердых частиц относительно просто решается в циклонах и других промышленных очистителях.The most difficult purification from nitrogen oxides. Particulate cleaning is relatively easy 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 during the combustion of solid waste in a gas generator and during combustion in the cylinders of internal combustion engines is its afterburning in a catalytic afterburner. This will reduce the emission of nitrogen oxides NOx by 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.The well-known "Gas Generator" according to patent RU No. 2303050 from 06/29/2006, publ. 07/20/2007, IPC C10J 3/20, F23B 99/00, which contains a combustion chamber with a drying and pyrogenetic decomposition zone, with resin combustion zones, regeneration and purification of the generator gas, water boiler ducts, a steam generation chamber, a heating and air supply chamber, the gas generator is additionally equipped with a smoke separator, gas cooler-stabilizer and a generator gas heating 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 with a 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 "Method for producing synthesis gas and gasification reactor for its implementation" from 08/04/2008, publ. 07/10/2009, 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 comprising a boiler with two inner and outer shells concentrically arranged in one another, made in the form of ring heat-exchange jackets, with a gas duct between them, with a paddle agitator of raw materials and a truncated cone, zones of primary gasification and gas regeneration, a burner, and grate grate for steam supply to the regeneration zone, with a cover and a reversible drive mounted on it and a suction pipe connected to it with a pipe equalizer, with a paddle agitator mounted under it and with tuyeres installed at the free end of the pipe to supply water vapor from the zone of accumulation of steam into the zone of primary gasification of raw materials.
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 gas production with a calorific value of no higher than 1560 kcal, since the burning of excessively produced synthesis gas in the primary gasification combustion zone also contributes to a decrease in the calorific value of the gas, 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 a combustion temperature of 1500 ° C in order to raise the synthesis temperature to the maximum possible temperature in the regeneration zone, at the same time, this temperature contributes to the onset of NOx formation in the synthesis gas, and when using the obtained gas in gas piston power plants or in burners of heating systems, where the combustion temperature exceeds 1500 ° C, additional NOx is produced, 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, IPC
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.The specified source indicates the installation for the implementation of this method, which contain a reaction chamber filled with carbon-containing fuel and equipped with inlet devices for supplying heat, air and water vapor, and at the outlet with a gas cleaning device connected to the ICE power system.
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 known method of producing generator gas to power the internal combustion engine and installation for its implementation according to A St. USSR No. 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 exhaust gases of the engine to the reaction chamber loaded with carbon-containing fuel and withdrawing from the reaction chamber into the engine the generator gas previously purified from impurities. During the interaction of the component in the reaction chamber create a vacuum, and the supply of generator gas to the engine is 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 generating unit comprises an engine, the gas outlet line of which is connected through calibrated openings to the inlet of the 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 purifier-cooler, a vacuum pump and an intermediate tank with a flow valve are installed sequentially along the generator gas line on the engine power line.
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, there is no complete utilization of engine exhaust gases: only a small part of them is used in the process of gasification of fuel, the rest is released into the atmosphere. The lack of complete utilization of the exhaust gases leads to a decrease in the efficiency of the method for producing generator gas and a 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 with an internal combustion engine according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 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 comprises a gas generator, in which a gas outlet line is connected through a filter and a gas generator gas heat exchanger with a cooler circuit, the outlet of the heat exchanger is connected to an input to the air-fuel mixture supply system of an 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 are the relatively low efficiency of the internal combustion engine due to the low calorific value of the generator gas, the lack of automation and the emission of harmful substances into the atmosphere.
Задача создания изобретения повышение степени очистки газогенераторного газа.The objective of the invention is to increase the degree of purification of gas generator gas.
Достигнутый технический результат: повышение степени очистки газогенераторного газа.Achieved technical result: increased degree of purification of gas-generating gas.
Решение указанных задач достигнуто в газогенераторе, содержащем корпуса, загрузочное устройство, основную полость, в которой установлен реактор, зольный отсек под реактором с колосниковой решеткой и устройство выгрузки, систему подвода воздуха в газогенератор, газовод, систему очистки газогенераторного газа, выход из которой подключен к потребителю газогенераторного газа тем, что выход из системы очистки подключен к потребителю газогенераторного газа через теплообменник, а 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 газоводом, а на колосниковой решетке выполнены ребра, которые установленные под углом к радиальному направлению,The solution of these problems has been achieved in a gas generator containing housings, a loading device, a main cavity in which a reactor is installed, an ash compartment under the reactor with a grate and an unloading device, an air supply system to the gas generator, a gas duct, a gas generator gas cleaning system, the outlet of which is connected to the gas-generating gas consumer in that the outlet from the purification system is connected to the gas-generating gas consumer through a heat exchanger, and the gas-generating gas purification system comprises a pre gas purification unit, made in the form of a 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 outer annular gap is filled with insulating material, the preliminary gas purification cyclone is made in the inner annular gap, which contains the input an annular channel in the lower part and an output manifold with outlet openings in the upper part, communicating the inner annular gap with the cavity of the outlet manifold, which I gazovodom connected to gazovodom, and grate the ribs, which are set at an angle to the radial direction,
Нижний торец внутренней цилиндрической стенки может быть расположен на расстоянии h от верхнего торца колосниковой решетки на расстоянии, определяемом из соотношения:The lower end of the inner cylindrical wall can be located at a distance h from the upper end of the grate at a distance determined from the relation:
h=(0,01...0,03)Н0,h = (0.01 ... 0.03) H 0 ,
где h - осевой зазор,where h is the axial clearance
Н0 - внутренняя высота среднего корпуса.H 0 - the inner height of the middle body.
Газогенератор может быть оборудован блоком управления, к которому линией контроля присоединен контроллер датчиков, и датчиками:The gas generator can be equipped with a control unit, to which a sensor controller is connected by a control line, and sensors:
- 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,- a temperature sensor for gas generating gas installed at the outlet of the heat exchanger,
при этом выходы из датчиков линиями контроля соединены с входами в контроллер датчиков.while the outputs from the sensors control lines connected to the inputs of the sensor controller.
Колосниковая решетка при помощи тяги может быть соединена с вибратором.The grate can be connected to the vibrator by means of a traction.
Колосниковая решетка выполнена кольцевой формы с боковой стенкой в форме усеченного конуса.The grate is made annular with a side wall in the shape of a truncated cone.
К газоводу может быть присоединен трубой сброса через управляемый клапан аварийный дожигатель.An emergency afterburner can be connected to the gas duct via a vent pipe through a controllable valve.
Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг. 1…7, где:The invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 7, where:
на фиг. 1 приведена основная схема энергоустановки,in FIG. 1 shows the main power installation diagram,
на фиг. 2 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами и одним теплообменником,in FIG. 2 shows a diagram of 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 shows 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 control circuit of a power plant,
на фиг. 5 приведена схема циклона встроенного в газогенератор,in FIG. 5 shows a diagram of a cyclone integrated 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 приведен ид А на фиг. 6in FIG. 7 shows id A in FIG. 6
Обозначения, принятые в описании:Designations accepted in the description:
1. наружный цилиндрический корпуса 1,1. the outer
2. средний цилиндрический корпус 2,2. the middle
3. внутренний цилиндрический корпус 3,3. the inner
4. внешний кольцевой зазор 4.4. outer
5. внутренний кольцевой зазор 5,5. the inner
6. теплоизоляция 6,6.
7. главная полость 7,7.
8. исходное сырье 8,8.
9. реактор 9,9.
10. сужающаяся часть 10,10. tapering
11. цилиндрическая часть 11,11.
12. расширяющаяся часть 12,12. the expanding
13. кольцевой коллектор 13,13.
14. внутренняя полость 14,14. the
15. отверстия 15,15.
16. внутренняя полость 16,16.
17. патрубок подвода воздуха 1717.
18. Верхний торец 1818.
19. Входное отверстие 19,19. The
20. механизм загрузки 1920.
21. первый привод 20,21. the
22. коллектор 22,22.
23. внутренняя полость 23,23.
24. втулка 24,24.
25. газовод 25,25.
26. первый нижний торец 25,26. first
27. центральное отверстие 26,27.
28. второй нижний торец 27,28. second
29. колосниковая решетка 28,29. grate 28,
30. отверстия 29,30.
31. зола 30,31.
32. зольный отсек 31,32.
33. корпус 32,33. building 32,
34. полость 33,34.
35. устройство выгрузки золы 34,35. ash discharge device 34,
36. приемный бункер 35,36. receiving
37. механизм выгрузки 36,37.
38. второй привод 37,38.
39. шток 38,39.
40. вибратр 39,40.
41. боковая стенка 40,41.
42. твердые частицы 41,42.
43. верхний торец 42,43.
44. циклон 44.44.
45. внутренняя поверхность 45,45.
46. ребра 46,46.
47. труба сброса 47,47. dump
48. управляемый клапан 48,48. controlled
49. аварийный каталитический дожигатель 49,49. emergency
50. теплообменник 50,50.
51. фильтр тонкой очистки 51,51.
52. вентиль 52,52.
53. потребитель газа 53.53.
54. трубопролвод подвода 54,54.
55. насос 55,55.
56. трубопровод отвода 56,56.
57. радиатор 57.57.
58. вентилятор 58,58.
59. третий привод 59,59.
60. линия управления 60,60.
61. блок управления 61,61.
62. линия контроля 62,62.
63. контроллер датчиков 63,63.
64. газоанализатор 64,64.
65. датчик температуры газогенераторного газа 65.65. temperature
Газогенератор (фиг. 1) содержит три цилиндрических корпуса: наружный 1, средний 2 и внутренний 3. Цилиндрические корпуса 1…3, установленные концентрично друг другу с кольцевым зазорами внешним 4 и внутренним 5 между ними. Внешний кольцевой зазор заполнен теплоизоляцией 6.The gas generator (Fig. 1) contains three cylindrical bodies: external 1, middle 2 and internal 3.
Внутри внутреннего корпуса 3 образуется главная полость 7 для процесса горения и газификации исходного сырья 8. В главной полости 7 установлен реактор 9, в котором в начинаются процессы горения и газификации исходного сырья 8.Inside the
Реактор 9 выполнен в форме сопла Лаваля и состоит из сужающейся (сверху вниз) части 10, цилиндрической части 11 и расширяющейся части 12. Концентрично цилиндрической части 11 реактора 9 выполнен кольцевой коллектор 13, внутренняя полость 14 которого отверстиями 15 сообщается с внутренней полостью 16 реактора 9.The
К кольцевому коллектору 13 присоединен патрубок подвода воздуха 17.An
На верхнем торце 18 газогенератора выполнено входное отверстие 10 для загрузки исходного сырья 8 в главную полость 7. Газогенератор содержит механизм загрузки 19 с первым приводом 20.At the
В верхней части наружного цилиндрического корпуса 1 на его внешней поверхности 21 выполнен коллектор 22, внутренняя полость 23 которого втулками 24 для выхода горячего генераторного газа сообщается с одной стороны - с внутренним кольцевым зазором 5 а с другой - соединен с газоводом 25.In the upper part of the outer
Внутренний корпус 3 не имеет нижнего днища, а вместо него в первом нижнем торце 26 выполнено центральное отверстие 27, которое сообщает главную полость 7 и внутренний кольцевой зазор 5.The
На втором нижнем торце 28 среднего корпуса 2 установлена колосниковая решетка 29, в которой выполнены отверстия 30 для выхода золы 31 в зольный отсек 32. Зольный отсек 32 выполнен под колосниковой решеткой 29 и содержит корпус 33 и полость 34.At the second
Под зольным отсеком 31 выполнено устройство выгрузки золы 35 в приемный бункер 36 с механизмом выгрузки 37, имеющим второй привод 38.Under the
Колосниковая решетка 29 при помощи штока 39 соединена с вибратром 40. Колосниковая решетка 29 имеет боковую стенку 41 в форме усеченного конуса для сбора твердых частиц 42 (фиг. 1, и 5). Зола 31 собирается в зольном отсеке 32.The
Первый нижний торец 26 внутреннего цилиндрического корпуса 3 расположен на расстоянии Н от верхнего торца 43 среднего цилиндрического корпуса 2.The first
h=(0,01…0,03)Н0,h = (0.01 ... 0.03) H 0 ,
где h - осевой зазор,where h is the axial clearance
Н0 - внутренняя высота среднего корпуса 7.H 0 - the inner height of the
Во внутреннем кольцевом зазоре 5 образован циклон 44.A
На внутренней поверхности 45 боковой стенки 41 колосниковой решетки 29 установлены ребра 46, выполненные под углом (менее 90°) к радиальному направлению.On the
Средний и внутренний цилиндрические корпуса 2 и 3, внутренний кольцевой зазор 5 и ребра 46 выполняют функцию системы предварительной очистки газогенераторного газа в виде циклона 44, выполненного внутри газогенератора 1.The middle and inner
Выхлопы газогенератора могут навредить атмосфере. Однако известно из других отраслей техники наиболее эффективное средство нейтрализации вредных веществ: каталитический дожигатель выхлопных газов.Exhaust gas generator can harm the atmosphere. However, it is known from other branches of technology the most effective means of neutralizing harmful substances: a catalytic exhaust gas afterburner.
Каталитический дожигатель предназначен для преобразования вредных веществ в менее вредные до их выхода из выхлопной системы автомобиля. Каталитический дожигатель имеет очень простую конструкцию и огромное значение. Выбросы двигателя включают следующие вещества: Газообразный азот (N2) - воздух на 78% состоит из азота, и большая его часть проходит через двигатель.A catalytic afterburner is designed to convert harmful substances into less harmful ones before they exit the car’s exhaust system. The catalytic afterburner has a very simple design and is of great importance. Emissions from the engine include the following: Gaseous nitrogen (N2) - 78% of the air is 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 binds 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 binds 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 proceeds in imperfect conditions, the engine also produces a small amount of harmful emissions. The catalytic afterburner is designed to neutralize them: Carbon monoxide (CO) is a poisonous gas without color and odor. Hydrocarbons or volatile organic compounds (VOCs) are formed from the fumes of unburned fuels and lead to smog. Nitrogen oxides (NO and NO2 or their common designation NOx) lead to the formation of smog and acid rain, which can have an adverse effect on 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 structure: it contains ceramics filled in the body and the catalyst: a thin layer of platinum.
К газоводу 25 присоединена труба сброса 47, содержащая управляемый клапан 48 аварийный дожигатель 49.To the
К газоводу 25 присоединены последовательно теплообменник 50, фильтр тонкой очистки 51, вентиль 52 и потребитель газа 53.A
К теплообменнику 50 трубопролводами подвода 54 с насосом 55 и трубопроводом отвода 56 присоединен радиатор 57. Против радиатора 57 установлен вентилятор 58 с третьим приводом 59.A
К первому 21, второму 37, третьему 59 приводам и вибратору 40 присоединены линии управления 60.
На фиг. 2 приведена схема энергоустановки с двумя газогенераторами и одним теплообменником,In FIG. 2 shows a diagram of 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 shows a diagram of a power plant with two gas generators and two heat exchangers,
На фиг. 4 приведена схема управления энергоустановки, которая содержит блок управления 61 к которому линией контроля 62 присоединен контроллер датчиков 63, к которому линиями контроля 62 присоединены все датчики:In FIG. 4 shows the control circuit of a power plant, which contains a
- газоанализатор 64, установленный на выходе из аварийного каталитического дожигателя 49,-
- датчик температуры газогенераторного газа 65 установленный на выходе из теплообменника 50.- a temperature sensor for
На фиг. 5 приведена более детально конструкция циклона 44, для предварительной очистки газогенераторного газа.In FIG. 5 shows in more detail the design of the
На фиг. 6 приведена более детально конструкция колосниковой решетки 29 и механизма ее встряхивания в виде соединенного штоком 39 с колосниковой решеткой 29 вибратора 40. Колосниковая решетка 29 содержит боковую стенку 41, выполненную в виде усеченного конуса, на которой собираются твердые частицы 42.In FIG. 6 shows in more detail the design of the
На фиг. 7 приведен вид А, где видны ребра 46, установленные под острым углом к радиальному направлению.In FIG. 7 is a view
Устройство работает следующим образом (фиг. 1…7).The device operates as follows (Fig. 1 ... 7).
Загружают исходное сырье 8 (фиг. 1) через механизм загрузки 20 в главную полость 7. Воспламеняют исходное сырье 8 (система воспламенения на фиг. 1…7 не показана).The
В газогенератор 1 через патрубок подвода воздуха 17 подают исходное сырье 8, оно сгорает при недостатке воздуха и образуется генераторный газ с температурой 1200…1300°С. Процесс синтеза газогенераторного газа идет при температуре от 1000 до 1300°С. Предпочтительно поддерживать температуру около 1300°С. При более низкой температуре газогенераторный газ не образуется в достаточном объеме.The
Газогенераторный газ поступает во внутренний кольцевой зазор 5, предварительно на ребрах 46 колосниковой решетки 29 фиг. 1 и 4) закручивается и центробежные силы отбрасывают твердые частицы 42 на периферию и они по наклонной боковой стенке 41 колосниковой решетки 29 через отверстия 30 вместе с золой 31 сбрасываются в зольный отсек 32.The gas-generating gas enters the inner
Полученный газогенераторный газ сжигают в потребителе газа 53The resulting gas-generating gas is burned in the
Контроль за работой всех систем установки осуществляют при помощи датчиков (фиг. 1 и 4):Monitoring the operation of all installation systems is carried out using sensors (Fig. 1 and 4):
газоанализатор 64.
датчик температуры газогенераторного газа 65,gas
Осуществляют контроль работы газогенератора и в зависимости от показаний этих датчиков при помощи блока управления 61, с которого подают сигналы на привода 21, 38, 59 и вибратор 40.They control the operation of the gas generator and, depending on the readings of these sensors, using the
При применении схемы с двумя и потребителями газа 53 (на фиг.1..7 такой вариант не показан), один из потребитель газа 53 может быть отключен для профилактики.When applying the scheme with two and gas consumers 53 (Fig.1..7 such an option is not shown), one of the
В случае аварийной ситуации, например, при применении одного потребителя газа 57 или одновременном отказе потребителей газа газогенератор продолжает еще несколько часов работать и вырабатывать газогенераторный газ. Его нельзя сбрасывать в атмосферу, так как в нем содержится много окислов азота и N0x 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 48 и газогенераторный газ сжигают в аварийном каталитическом дожигателе 49.To prevent this, open the controlled
Контроль за экологическим состоянием газогенераторной энергоустановки, как упомянуто ранее, осуществляют постоянно при помощи газоанализатора 64 и при превышении концентрации одного из вредных веществ корректируют газогенератора или меняют аварийный каталитический дожигатель 49 (фиг. 1).Monitoring the ecological state of the gas generator power plant, as mentioned earlier, is carried out continuously using the
Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:
1. Обеспечить полную автоматизацию работы газогенератора на бытовых отходах любых ТБО за счет блока управления, контроллера датчиков и приводов.1. To provide full automation of the gas generator on household waste of any solid waste due to the control unit, the controller of sensors and drives.
2. Повысить КПД газогенератора за счет повышения температуры сгорания генераторного газа.2. To increase the efficiency of the gas generator by increasing the combustion temperature of the generator gas.
4. Уменьшить вредное воздействие на экологию окружающей среды за счет уменьшении выброса вредных веществ в атмосферу. Это достигнуто применением аварийного каталитического дожигателя.4. Reduce the harmful effects on the environment by reducing the emission of harmful substances into the atmosphere. This is achieved by using an emergency catalytic afterburner.
5. Снизить входящую в ДВС температуру газогенераторного газа для обеспечения его работы применением теплообменника и радиатора.5. To reduce the temperature of the gas-generating gas entering the internal combustion engine to ensure its operation using a heat exchanger and radiator.
6. Повысить надежность работы и снизить расходы на сервисное обслуживание ДВС за счет:6. To increase the reliability and reduce the cost of maintenance of the internal combustion engine due to:
- 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 treatment in afterburners,
- возможности профилактического ремонта одного из нескольких потребителей газогенераторного газа,- the possibility of preventive repair of one of several consumers of gas generator gas,
- дожигания газогенераторного газа в аварийном каталитическом дожигателе.- afterburning of gas-generating gas in the emergency catalytic afterburner.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128091A RU2695555C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Gas generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128091A RU2695555C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Gas generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2695555C1 true RU2695555C1 (en) | 2019-07-24 |
Family
ID=67512207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018128091A RU2695555C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Gas generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2695555C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2360949C1 (en) * | 2008-08-04 | 2009-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научное производственное предприятие "Синтез" | Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation |
RU92147U1 (en) * | 2009-11-17 | 2010-03-10 | Константин Николаевич Дурнов | GAS GENERATOR OF REFINED GASIFICATION PROCESS |
RU2538566C1 (en) * | 2013-06-21 | 2015-01-10 | Юрий Викторович Яковлев | Method of burning of poultry droppings and boiler for method implementation |
RU2662440C1 (en) * | 2017-09-25 | 2018-07-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") | Method of gasification of solid fuel and device for its implementation |
-
2018
- 2018-07-31 RU RU2018128091A patent/RU2695555C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2360949C1 (en) * | 2008-08-04 | 2009-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научное производственное предприятие "Синтез" | Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation |
RU92147U1 (en) * | 2009-11-17 | 2010-03-10 | Константин Николаевич Дурнов | GAS GENERATOR OF REFINED GASIFICATION PROCESS |
RU2538566C1 (en) * | 2013-06-21 | 2015-01-10 | Юрий Викторович Яковлев | Method of burning of poultry droppings and boiler for method implementation |
RU2662440C1 (en) * | 2017-09-25 | 2018-07-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") | Method of gasification of solid fuel and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2149312C1 (en) | Modification in burning and utilization of fuel gases | |
CN102359729B (en) | Method and system for jointly and circularly generating electricity by gasifying municipal garbage at high temperature | |
RU2561793C2 (en) | Power plant with gasificator and waste processing | |
CN101614154A (en) | The carbonization of living beings and gasification and electricity generating device | |
CA2490759A1 (en) | Thermal gas compression engine | |
CN102878566B (en) | Organic solid fuel drying, pyrolyzing and incinerating integrated method and organic solid fuel drying, pyrolyzing and incinerating integrated device | |
CN107189820A (en) | A kind of fine coal mixes the burning compound gasification combustor of high concentrated organic wastewater and process | |
CN112050221A (en) | Waste incineration system with pyrolysis gasification | |
CN102317687A (en) | Be used to handle the method and apparatus of solid waste | |
RU2683064C1 (en) | Gas generator-power plant | |
RU2695555C1 (en) | Gas generator | |
RU2693342C1 (en) | Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant | |
CN109297038A (en) | A kind of method and controlling device of VOCs master gas multiple-supplying | |
RU2683065C1 (en) | Method of managing the operation mode of a gas-generator electrical installation and a gas-generator electric installation | |
RU2527214C1 (en) | Method and plant for oil shale processing | |
CN202186990U (en) | Device for pyrogenation and gasification of organic solid waste | |
RU2692585C1 (en) | Gas generator | |
RU2693343C1 (en) | Gas generator | |
RU2686240C1 (en) | Gas generator | |
RU2693961C1 (en) | Gas generator electric plant | |
CN105664690A (en) | System for performing denitration on cement decomposing furnace through coal gas generator | |
RU2303203C1 (en) | Gas generator with water boiler | |
RU2683066C1 (en) | Method of launching gas generator electric plant and gas generator plant | |
RU2712321C1 (en) | Operating method of gas generator plant and gas generator plant | |
CN105066110A (en) | Chain grate furnace composite combustion system with coal briquette layer combustion and biomass gasification spraying combustion combined |