RU2804585C1

RU2804585C1 - Arg syngaz automotive reactor-synthetic gas generator

Info

Publication number: RU2804585C1
Application number: RU2023100578A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Миронов
Original assignee: Александр Александрович Миронов
Filing date: 2023-01-13
Publication date: 2023-10-02

Abstract

FIELD: gas generators.

SUBSTANCE: automotive reactor-gas generator of a reverse gasification process with two parallel pyrolysis fuel transport screws entering the housing and exiting through the core. The invention is characterized by the fact that the pyrolysis fuel transporter is inserted into the gas withdrawal cavity above a horizontal pyrolysis disk with a toothed rim installed on the neck of the combustion zone, above the horizontal pyrolysis disk with a toothed rim installed on the core belt, kinematically connected to the gearbox; in the gas withdrawal cavity of the housing, a levelling bar with a gap to the pyrolysis disk, a radial bearing assembly of the press roller and a cleaning bar at an angle to the radius, in contact with the surface of the pyrolysis disk, are fixed in series and radially. The unloading hatch has a cylindrical separator for the ash chamber cavity; a blade is attached to the pyrolysis disk from below; and the air supply system is connected to a vertical air supply pipe with a toroidal manifold with radial air tuyeres facing the centre, installed at the transition from the dry distillation zone to the gas generator active zone.

EFFECT: new design.

1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технологии высокотемпературной газификации высокоуглеродистых топлив, конкретно к автомобильным реакторам генераторного газа с обращенным процессом газификации обогащенных оксидом углерода СО и водородом Н₂.The present invention relates to the technology of high-temperature gasification of high-carbon fuels, specifically to automotive generator gas reactors with a reverse gasification process enriched in carbon monoxide CO and hydrogen H ₂ .

Известны автомобильные газогенераторы обращенного процесса газификации с отбором газа из газоотборной полости, образованной цилиндрическим корпусом и внутренней вставкой бункером и с конической зоной горения с горловиной и юбкой.Known are automobile gas generators of a reverse gasification process with gas selection from a gas sampling cavity formed by a cylindrical body and an internal hopper insert and with a conical combustion zone with a neck and a skirt.

Токарев В. В. «Газогенераторные автомобили» МАШГИЗ 1955 г. стр. 60 - 80.Tokarev V.V. “Gas generator cars” MASHGIZ 1955 pp. 60 - 80.

Содержания горючих газов оксида углерода СО, водорода Н₂, метана СН₄ и других углеводородов не превышает 40% что является главным недостатком приводящим снижение мощности до 30%. The content of flammable gases carbon monoxide CO, hydrogen _H2 , methane _CH4 and other hydrocarbons does not exceed 40%, which is the main disadvantage leading to a reduction in power by up to 30%.

Наиболее близкими технические решением является автомобильный реактор-газогенератор обращенного процесса газификации синтезирующий смешанный пиролизно-генераторный газ с содержанием горючих оксида углерода/угарного газа СО, водорода Н₂, метана СН₄ и других углеводородов C_nH_n от 60 до 70%, в котором через зону восстановления газогенератора проведены два параллельных транспортный шнека пиролизного топлива с одной стороны связанные с бункером топлива с другой с камерой сухого остатка реактора быстрого пиролиза. The closest technical solution is an automotive reactor-gas generator of a reverse gasification process that synthesizes mixed pyrolysis-generator gas containing flammable carbon monoxide/carbon monoxide CO, hydrogen H ₂ , methane CH ₄ and other hydrocarbons C _n H _n from 60 to 70%, in which Through the recovery zone of the gas generator, two parallel transport screws of pyrolysis fuel are carried on one side, connected to the fuel bunker, on the other, to the dry residue chamber of the fast pyrolysis reactor.

Миронов А.А…..«Газогенераторно-пиролизная установка для автотранспортных средств» Патент Украины № 106023, 2016 г. Mironov A.A.... “Gas generator-pyrolysis installation for vehicles” Patent of Ukraine No. 106023, 2016

Недостатками известного автомобильного реактора-газогенератора являются: нагрев до 800 град. транспортной трубы с шнеком что приводит к невозможности транспортировки топлива в следствии образования пробок из топлива, сухого остатка и конденсата смолистых газов по всей длине транспортного шнека.The disadvantages of the known automotive gas generator reactor are: heating up to 800 degrees. transport pipe with a screw, which leads to the impossibility of transporting fuel due to the formation of plugs from fuel, dry residue and condensate of tarry gases along the entire length of the transport screw.

Цель предлагаемого изобретения - повышение мощности и надежности.The purpose of the proposed invention is to increase power and reliability.

Указанная цель достигается тем, что:This goal is achieved by:

1. транспортер пиролизного топлива введен в газоотборную полость выше установленного на горловине зоны горения горизонтального пиролизного диска с зубатым венцом, кинематически связанным с редуктором, транспортер пиролизного топлива введен в газоотборную полость выше установленного на поясе активной зоны горизонтального пиролизного диска с зубатым венцом, кинематически связанным с редуктором; 1. the pyrolysis fuel conveyor is inserted into the gas sampling cavity above a horizontal pyrolysis disk with a toothed rim, kinematically connected to the gearbox, installed on the neck of the combustion zone; the pyrolysis fuel conveyor is inserted into the gas sampling cavity above a horizontal pyrolysis disk with a toothed rim, kinematically connected to gearbox;

2. газоотборной полости корпуса закреплены последовательно и радиально планка-выравниватель с зазором к пиролизному диску, радиально подшипниковый узел пресс-ролика и под углом к радиусу планка очистки, контактирующие с поверхностью пиролизного диска; 2. The gas sampling cavity of the housing is fixed in series and radially by a leveling bar with a gap to the pyrolysis disk, a radial bearing assembly of the press roller and, at an angle to the radius, a cleaning bar in contact with the surface of the pyrolysis disk;

3. выгрузной люк имеет цилиндрический разделитель полости зольной камеры, а к пиролизному диску снизу прикреплена лопатка;3. The unloading hatch has a cylindrical cavity separator for the ash chamber, and a blade is attached to the pyrolysis disk from below;

4. система подачи воздуха связана с вертикальной воздухоподводящей трубой с тороидальным коллектором с радиальными воздушными фурмами, обращенными к центру, установлена на переходе от зоны сухой перегонки к активной зоне газогенератора. 4. The air supply system is connected to a vertical air supply pipe with a toroidal manifold with radial air nozzles facing the center, installed at the transition from the dry distillation zone to the gas generator core.

Предлагаемое изобретение состоит из корпуса 1 с загрузочным 2 и выгрузным 3 люками, газоотводной трубой 4 и газоотборной полостью 5, ограниченной внутренней вставкой 6, на переходе к конусной газификационной камере 7 с горловиной 8 и юбкой 9 установлена труба 10 с воздушными фурмами 11, радиальными к центру корпуса 1, и с вертикальной воздухоподводящей трубой 12.The proposed invention consists of a housing 1 with loading 2 and unloading 3 hatches, a gas outlet pipe 4 and a gas sampling cavity 5, limited by an internal insert 6; at the transition to the conical gasification chamber 7 with a neck 8 and a skirt 9, a pipe 10 is installed with air tuyeres 11, radial to center of the housing 1, and with a vertical air supply pipe 12.

Выгрузной люк 3 имеет цилиндрический разделитель 13 зольной камеры корпуса 1 с колосником 14 на камеру 15 для остатков генераторного топлива и внешнюю камеру 16 для сухого остатка пиролизного топлива.The unloading hatch 3 has a cylindrical separator 13 of the ash chamber of the housing 1 with a grate 14 to a chamber 15 for generator fuel residues and an external chamber 16 for the dry residue of pyrolysis fuel.

Редуктор 17 кинематически связан с зубатым венцом пиролизного диска 18 осевым отверстием, установленного на горловине 8 газификационной камеры 7.The gearbox 17 is kinematically connected to the toothed rim of the pyrolysis disk 18 by an axial hole mounted on the neck 8 of the gasification chamber 7.

К поверхности диска 18 с зазором установлена радиальная планка 19 и прижаты радиальный пресс-ролик 20 с подшипниковым узлом 21 и под углом зачищающая планка 22, закрепленные к корпусу 1.A radial strip 19 is installed with a gap on the surface of the disk 18 and a radial press roller 20 with a bearing unit 21 and a stripping strip 22 are pressed at an angle, fixed to the body 1.

Горизонтальный трубчатый транспортер 23 пиролизного топлива системы пиролиза 24 введен через корпус 1 в газоотборную полость 5 параллельно диску 18. Лопатка 25 с шириной, равной ширине камеры 16 для сухого остатка пиролизного топлива, прикреплена к нижней стороне пиролизного диска 18.A horizontal tubular conveyor 23 of the pyrolysis fuel of the pyrolysis system 24 is inserted through the housing 1 into the gas sampling cavity 5 parallel to the disk 18. A blade 25 with a width equal to the width of the chamber 16 for the dry residue of the pyrolysis fuel is attached to the lower side of the pyrolysis disk 18.

Система подачи воздуха 26 размещена на люке 2 и через трубу 12 присоединена к тороидальному коллектору 10 с воздушными фурмами 11.The air supply system 26 is located on the hatch 2 and is connected through a pipe 12 to a toroidal manifold 10 with air tuyeres 11.

Газоотводная труба 4 подсоединена к системе 27 фильтрации и охлаждения смешанного газа.The gas outlet pipe 4 is connected to the mixed gas filtration and cooling system 27.

На Рис. 1 - принципиальная схема реактора-газогенератора; Рис. 2 - сечение А-А; Рис. 3 - сечение В-В и вид сверху пиролизной секции реактора-газогенератора.In Fig. 1 - schematic diagram of the reactor-gas generator; Rice. 2 - section А-А; Rice. 3 - section B-B and top view of the pyrolysis section of the reactor-gas generator.

Предлагаемое изобретение работает следующим образом.The present invention works as follows.

ГЕНЕРАТОРНЫЙ ГАЗ с содержанием горючих газов до 40% вырабатывается следующим образом.GENERATOR GAS with a flammable gas content of up to 40% is produced as follows.

Загрузка смешанного топлива осуществляется через люк 2 топливный бункер 25 обогреваемого газами из газоотборной полости 5 и проходит циклы подсушки, сухой перегонки, горения , восстановления с горловиной 8 и проходит дальше через юбку 9 остатки топлива в виде золы и шлака накапливаются на поверхности колосника 14 и далее в камере 15 для остатка генераторного топлива зольной камеры и через люк 3 выгружается из корпуса 1. Воздух подается в зону горения вставки 6 через радиальные фурмы 11 тороидального коллектора 10 через воздухоподводящую трубу 12 из системы 24 подвода воздуха. Генераторные газы проходят в газоотборную полость 5 корпуса 1.Loading of mixed fuel is carried out through hatch 2, fuel hopper 25 heated by gases from the gas sampling cavity 5 and goes through cycles of drying, dry distillation, combustion, recovery from neck 8 and passes further through skirt 9; fuel residues in the form of ash and slag accumulate on the surface of grate 14 and so on. in chamber 15 for the remainder of the generator fuel of the ash chamber and through hatch 3 it is unloaded from the housing 1. Air is supplied to the combustion zone of the insert 6 through the radial lances 11 of the toroidal manifold 10 through the air supply pipe 12 from the air supply system 24. Generator gases pass into the gas sampling cavity 5 of housing 1.

СИНТЕТИЧЕСКИЙ ГАЗ с содержанием горючих газов до 90% вырабатывается следующим образом:SYNTHETIC GAS with a flammable gas content of up to 90% is produced as follows:

1. Топливо подается из системы пиролиза 24 через транспортную трубу 23 непрерывно на нагретую до 700 град. поверхность пиролизного диска 18, вращающегося от редуктора 17 вокруг горловины 7 зоны восстановления.1. Fuel is supplied from the pyrolysis system 24 through the transport pipe 23 continuously to a temperature heated to 700 degrees. the surface of the pyrolysis disk 18, rotating from the gearbox 17 around the neck 7 of the recovery zone.

2. При дальнейшем вращении диска 18 топливо распределяется и выравнивается по поверхности диска 18 планкой 19. 2. With further rotation of disk 18, the fuel is distributed and leveled over the surface of disk 18 by bar 19.

3. Распределенное по поверхности диска 18 топливо прессуется к поверхности диска 18 пресс-роликом 20, вращающимся в подшипниковом узле 21, закрепленном к корпусу 1.3. The fuel distributed over the surface of the disk 18 is pressed onto the surface of the disk 18 by a press roller 20 rotating in a bearing unit 21 attached to the housing 1.

4. Сухой остаток сметается с поверхности диска 18 планкой 22 к стенке корпуса 1 и через зазор проваливается в камеру 16 для сухого остатка.4. The dry residue is swept from the surface of the disk 18 by the bar 22 to the wall of the housing 1 and falls through the gap into the chamber 16 for the dry residue.

5. Равномерное распределение по камере 16 сухого остатка обеспечивается лопаткой 25, прикрепленной снизу радиально к диску 18.5. Uniform distribution of dry residue throughout the chamber 16 is ensured by a blade 25 attached radially from below to the disk 18.

6. Накопившийся в камере 16 зольной камеры корпуса 1 сухой остаток удаляется при снятии люка 3 и накапливается отдельно. 6. The dry residue accumulated in chamber 16 of the ash chamber of housing 1 is removed when hatch 3 is removed and accumulated separately.

7. Выработка синтетического газа начинается с момента попадания пиролизного топлива на поверхность диска 8 непосредственно от контакта с нагретой до 700 град. поверхностью диска, от контакта с горячим генераторным газом, и дополнительным прижатием пресс-роликом 20 к поверхности диска, предварительно равномерно распределенного по поверхности диска 18 планкой 22. 7. The production of synthetic gas begins from the moment the pyrolysis fuel hits the surface of disk 8 directly from contact with heat heated to 700 degrees. surface of the disk, from contact with the hot generator gas, and additional pressing by the press roller 20 to the surface of the disk, previously evenly distributed over the surface of the disk 18 by the bar 22.

При этом разрушается корка от сухого остатка, снижающая передачу температуры к внутренним слоям топлива.In this case, the crust from the dry residue is destroyed, reducing the transfer of temperature to the internal layers of the fuel.

В газоотборной полости 6 происходит смешение ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА с содержанием до 40% горючих газов и СИНТЕТИЧЕСКОГО газа с содержанием до 90% горючих газов и смешанный синтетический и генераторный газ с содержанием не менее 60% горючих газов выводится из полости 5 корпуса 1 через газоотборную трубу 4 в систему 27 охлаждения и фильтрации реактора-газогенератора.In the gas sampling cavity 6, GENERATOR GAS containing up to 40% flammable gases and SYNTHETIC gas containing up to 90% flammable gases are mixed, and the mixed synthetic and generator gas containing at least 60% flammable gases is removed from the cavity 5 of housing 1 through the gas sampling pipe 4 in system 27 for cooling and filtration of the reactor-gas generator.

Предлагаемое изобретение обеспечивает:The present invention provides:

1. Снижение мощности двигателя автотранспортного средства не более 15% за счет повышения содержания горючих газов не менее 60% по сравнению со снижение мощности не менее 30% при использовании генераторного газа с содержанием горючих газов не более 40%.1. Reducing the engine power of a vehicle by no more than 15% due to an increase in the content of flammable gases of no less than 60% compared to a reduction in power of no less than 30% when using generator gas with a content of flammable gases of no more than 40%.

2. Повышение надежности за счет бесперебойной работы шнекового транспортера пиролизного топлива вследствие уменьшения длины транспортировки, соответственно снижение образования пробок вследствие преждевременной деструкции пиролизного топлива с выделением смолистых углеводородов образующих пробки.2. Increased reliability due to the uninterrupted operation of the pyrolysis fuel screw conveyor due to a reduction in the transportation length, respectively, reducing the formation of plugs due to the premature destruction of pyrolysis fuel with the release of resinous hydrocarbons forming plugs.

3. Повышение надежности за счет размещения трубы подачи воздуха к тороидальному коллектору с воздушными фурмами обеспечивающее контроль и ТО системы подачи воздуха при каждой загрузке топлива в бункер корпуса реактора-газогенератора.3. Increased reliability by placing an air supply pipe to the toroidal manifold with air tuyeres, ensuring control and maintenance of the air supply system each time fuel is loaded into the reactor gas generator vessel hopper.

Claims

An automotive reactor-gas generator of a reverse gasification process with two parallel pyrolysis fuel transport screws inserted into the housing and removed through the core, characterized in that the pyrolysis fuel conveyor is inserted into the gas sampling cavity above the horizontal pyrolysis disk with a toothed rim installed on the neck of the combustion zone, above the one installed on the core belt of a horizontal pyrolysis disk with a toothed rim kinematically connected to the gearbox; in the gas sampling cavity of the housing, a leveling bar with a gap to the pyrolysis disk, a radial bearing assembly of the press roller and a cleaning bar at an angle to the radius, in contact with the surface of the pyrolysis disk, are fixed in series and radially; the unloading hatch has a cylindrical separator for the ash chamber cavity; a blade is attached to the pyrolysis disk from below; and the air supply system is connected to a vertical air supply pipe with a toroidal manifold with radial air tuyeres facing the center, installed at the transition from the dry distillation zone to the gas generator active zone.